Cartón - FIDE · año de la promulgación de la Ley de Transición Energética, se han realizado...

C a r t ó n

R e d e s e l é c t r i c a s i n t e l i g e n t e s

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Comité TécnicoLuis Zárate Rocha †Presidente

Gabriel Andrés Ibarra ElorriagaVicepresidente

Manuel Herrera VegaConfederación de Cámaras Industriales de los Estados Unidos Mexicanos

Gustavo Adolfo Arballo LujánCámara Mexicana de la Industria de la Construcción

Pablo Moreno CadenaCámara Nacional de Manufacturas Eléctricas

Rodrigo Alpízar VallejoCámara Nacional de la Industria de Transformación

Mario Luis Salazar LazcanoCámara Nacional de Empresas de Consultoría

Víctor Fuentes del VillarSindicato Único de Trabajadores Electricistas de la República Mexicana

Roberto Vidal LeónComisión Federal de Electricidad

Odón de Buen RodríguezComisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía

Víctor Manuel Téllez LandartNacional Financiera (Sociedad Nacional de Crédito)

Fernando Senderos MestreVocal

Javier Ramírez OteroVocal

Enrique Wiechers de la LamaVocal

Ramiro Lozano CantúVocal

Consejo EditorialJorge Toro GonzálezPresidente del Consejo

Gerardo Contreras PuenteGuillermo Manuel Urriolagoitia CalderónInstituto Politécnico Nacional

Miguel Tufiño VelázquezEscuela Superior de Física y Matemáticas IPN

Yasuhiro Matsumoto KuwabaraCentro de Investigación y de EstudiosAvanzados del Instituto Politécnico Nacional

Rogelio Sotelo BoyásCentro Mexicano para la Producción más Limpia del Instituto Politécnico Nacional

Hernando Romero Paredes RubioUniversidad Autónoma Metropolitana

Patricia Ramírez RomeroUniversidad Autónoma Metropolitana

José Luis Fernández ZayasGladys Dávila NúñezInstituto de Investigaciones Eléctricas

Luis Carlos Gutiérrez NegrínCentro Mexicano de Innovación en Energía Geotérmica

Marco Antonio Borja DíazCentro Mexicano de Innovación en Energía Eólica

José Alberto Valdés PalaciosAsociación Nacional de Energía Solar

Mariano López de HaroInstituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de México

Néstor L. DíazConsejo Nacional de Ciencia y Tecnología

Odón de Buen RodríguezIsrael Jáuregui NaresComisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía

Pedro Quinto DiezEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional

Arturo Cepeda SalinasAuronix

FIDERaúl Talán RamírezDirector General

Jaime J. Arceo CastroSubdirector Técnico

Jorge Toro GonzálezSubdirector de Programas

Jesús Cedeño BlanquetSubdirector de Coordinación Regional

Armando López MartínezSubdirector de Administración y Finanzas

Mónica Adriana Ledón RuizTitular de la Unidad de Comunicación

Miguel Peyrefitte FerreiroTitular de la Unidad Jurídica

Roberto Solís MoránTitular de la Unidad de Contraloría

Juan Luis Díaz de León SantiagoCoordinador de Informática

Revista Eficiencia Energé[email protected]

Mónica Adriana Ledón RuizResponsable de la edició[email protected]

Luis Franco Santaella [email protected]

Diseño EditorialLa Aldea. Consultoría editorial y gráfica3 Sur 4106-7 col. Huexotitla C.P. 72534Puebla, Pue. Tel. (222) 863 68 [email protected] Álvarez / Directora de arteBajo control del FIDE

EFICIENCIA ENERGÉTICA, año 3, Número 12, periodo octubre-diciembre de 2016, es una revista trimestral publicada por el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE). Ofi-cinas en Mariano Escobedo N° 420, col. Anzu-res, CP. 11590, México D.F., tel. (55) 1101 0520. Distribuida por Cactus Display, S.A. de C.V. Dir. Vallarta No. 50-A, col. Coyoacán, del. Coyoacán, C.P. 04020, México D.F., tel: 5554 0457. Todos los derechos de reproducción de los textos aquí publicados están reservados por EFICIENCIA ENERGÉTICA. ISSN: 2007-7505. Número de Certificado de Reserva de Derechos de Uso Exclu-sivo del Título: 04-2013-061814473600-102, am-bos otorgados por el Instituto Nacional de Derecho de Autor. Número de certificado de licitud de título y contenido No. 15968. Impresor: Cactus Display S.A. de C.V. Dir. Vallarta No. 50-A, col. Coyoacán, del. Coyoacán, C.P. 04020, México D.F., tel: 5554 0457. Este número se terminó de imprimir en oc-tubre de 2016 con un tiraje de 5 000 ejemplares. Distribuido a través de Servicio Postal Mexicano en su C.A.I. ubicado dentro de las instalaciones del impresor. Los artículos firmados son respon-sabilidad única y exclusivamente de sus autores, y no reflejan necesariamente el punto de vista del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE). Se prohíbe su reproducción total o parcial.

DIRECTORIO

C a r t a e d i t o r i a l

UN AÑO DE INNOVACIONESEl último trimestre del año perfila al 2016 como uno de los más relevantes para el sector energético de nuestro país. A casi un

año de la promulgación de la Ley de Transición Energética, se han realizado las primeras subastas eléctricas; eventos inéditos

en México que permiten al sector acercarse a la meta de que, para el 2024, 35% de la electricidad provenga de fuentes limpias.

Los resultados de estos eventos han sido favorables y reconocidos tanto a nivel nacional como internacional. Se espera

que, tras su realización, se establezcan en nuestro territorio nuevas empresas que adicionarán cerca de 5 mil nuevos MW a la

capacidad de generación actual y que detonarán inversiones por 6 600 millones de dólares en los próximos años.

Por todo esto, la Revista Eficiencia Energética decidió dedicar un espacio en sus páginas para abordar a detalle los por-

menores de las subastas, subrayando su importancia tanto en el presente como en el futuro del sector energético en México.

Sobre la misma línea de la Reforma Energética, en la sección de Expediente FIDE se da cuenta de los talleres coordinados

por el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica para enriquecer la Estrategia de Transición para Promover el Uso de

Tecnologías y Combustibles más Limpios, en los sectores comercial, de servicios y residencial, que en días pasados reunió a espe-

cialistas, académicos, investigadores, organizaciones, cámaras empresariales, instituciones de educación superior y estudiantes.

Conforme se aproxima el cierre de este año, comienzan a vislumbrarse en el horizonte los retos que enfrentará el sector

mexicano en 2017. Uno de ellos será el énfasis en la eficiencia energética y la promoción del uso de energías renovables, temas

que no solo son eje de la Ley de Transición Energética, sino también la razón de ser del FIDE.

De ahí que, encarando el último trimestre, la Revista Eficiencia Energética y su Consejo Editorial refrenden su vocación

de difusión científica, tecnológica y de innovación, trabajando para dar a conocer estos temas a uno de los sectores productivos

mexicanos más importantes: el de la generación eléctrica.

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C o n t e n i d o

Colaboracon nosotros

La revista Eficiencia Ener-gética está en permanente búsque-da de colaboradores. La convocatoria está abierta para la recepción de tex-tos científicos (ya sean análisis de ca-sos, investigaciones originales, avances de investigación o artículos de difusión científica) que versen sobre algún tema relacionado con la eficiencia energética.

Consulta los lineamientos temáticos y de estilo en la sección de la revista Eficiencia Energética dentro del sitio web del FIDE (www.fide.org.mx) o so-licítalos en el correo [email protected]

Ayúdanos a ser mejoresTus comentarios son muy im-portantes. Entra a la página de internet del FIDE (www.fide.org.mx) y, en la sección dedicada a la revista Eficiencia Energética, contesta nuestra encuesta de satisfacción. También ponemos a tu dis-posición el correo [email protected] para resolver cualquier duda relacionada con la publicación.

C a r t ó n / 1Redes eléctricas inteligentes

E x p e d i e n t e F I D E / 4Eficiencia y transición energética: talleres para los sectores comercial, de servicios y residencialEl FIDE coordinó los trabajos y consultas relativas a los subsectores comercial, de servicios y residencial, para proponer políticas públicas y formular programas para enriquecer la Estrategia de Transición para Promover el Uso de Tecnologías y Com-bustibles más Limpios del gobierno federal.

I n v e s t i g a c i ó n / 1 0Pilas de Combustible de Electrolito Sólido (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)El presente artículo da cuenta de las directrices de investigación para el desarrollo de pilas de combustible sólido (SOFC) que se realizan en el Centro Mexicano para la Producción más Limpia del Instituto Politécnico Nacional. Asimismo, se explica la importancia de esta tecnología en el contexto del calentamiento global, así como las ventajas que presenta sobre otras alternativas de producción de energía.

D i f u s i ó n / 1 8Primeras subastas de energía eléctrica en MéxicoEl pasado 28 de marzo, el Centro Nacional de Control de Energía (Cenace) realizó la pri-mera subasta pública de largo plazo de compra de energía eléctrica de origen limpio en México. En ella, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) adquirió a precios competitivos sus necesidades futuras de potencia, energía eléctrica, y certificados de energías limpias. En este artículo se comentan las características y resultados de las dos subastas iniciales.

D i f u s i ó n / 2 3Regresando al sol: pasado, presente y futuro de la generación de energía fotovoltaicaLos paneles solares no solo aprovechan la abundante energía del sol, sino que también están cambiando el futuro de la generación eléctrica. En este artículo se revisa su importancia, los componentes que conforman los paneles, su funcionamiento, el im-pacto que han tenido en la generación eléctrica en México y sus perspectivas a futuro.

I n t e r n a c i o n a l / 2 8Malasia: Forest City, una ciudad inteligente en el estrecho de JohorEn el estrecho de Johor se planea construir cuatro islas artificiales que, además de funcionar como un enlace entre Singapur y Malasia, constituirán una ciudad inteligente capaz de generar energía limpia y de gestionarla de forma eficiente, sentando uno de los mayores ejemplos de desarrollo urbano sostenible tanto en lo ecológico como en lo económico.

C a s o s d e É x i t o F I D E / 3 4Hitchiner, S.A. de C.V.: iluminación LED para ahorro de energía eléctricaGracias a la sustitución de lámparas fluorescentes por lámparas LED, una industria ubicada en Santiago Tianguistenco, Estado de México, logró ahorrar 65% de la energía eléctrica que consumía el sistema de iluminación convencional.

¿ S a b í a s q u e . . . ? / 4 2Innovación en la generación de energía eléctrica.

B i t á c o r a / 4 4Calendario de eventos de octubre a diciembre de 2016.

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Eficiencia y transición energética

TALLERES PARA LOS SECTORES COMERCIAL, DE SERVICIOS Y RESIDENCIAL

Por César Santomé López, María Alejandra Duarte Jasso, Federico Barbero Novaro y María del Socorro Maldonado Trillo

César Santomé López es subgerente adscrito a la Subdirección de Programas del FIDE. Por su parte, María Alejandra Duarte Jasso

es subgerente de Operación en el Sector Residencial y Federico Barbero Novaro es coordinador de Programas, ambos adscritos a la

Gerencia de Programas en el Sector Residencial. Finalmente, María del Socorro Maldonado Trillo es subgerente adscrita a la Gerencia

de Programas en el Sector Empresarial.

En mayo pasado, el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE) coordinó los trabajos y consultas relativas a los subsectores comercial, de servicios y residencial, con el fin de analizar el estado del arte, proponer políticas públicas y formular programas para enriquecer la Estrategia de Transición para Promover el Uso de Tecnologías y Combustibles más Limpios. En el presente artículo se resumen las propuestas de sus 219 participantes.

E x p e d i e n t e F I D E

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REE 12, año 3, octubre - diciembre de 2016, 6 páginasISSN 2007-7505, FIDE, México

Con motivo de la promulgación de la Ley de Transición Energética en 2015, se constitu-yó el Consejo Consultivo para la Transición Energética, que a su vez conformó seis gru-

pos de trabajo con tres objetivos específicos: analizar el estado del arte, proponer políticas públicas y formular programas para enriquecer la Estrategia de Transición para Promover el Uso de Tecnologías y Combustibles más Limpios.

El grupo de trabajo en materia de Eficiencia Ener-gética tuvo como líderes a Santiago Creuheras Díaz, di-rector general de Eficiencia y Sustentabilidad Energética de la Secretaría de Energía (Sener); Odón de Buen Ro-dríguez, director general de la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee); y Raúl Talán Ramírez, director del FIDE.

El Fideicomiso coordinó los talleres relativos a los subsectores comercial, de servicios y residencial, con-vocando a especialistas, académicos, investigadores, organizaciones, cámaras empresariales, instituciones de educación superior y estudiantes los días 16, 25 y 31 de mayo, donde participaron 219 personas.

Cada taller inició con una conferencia magistral, las cuales dieron pauta a la discusión y análisis sobre el estado del arte, políticas públicas y programas de efi-ciencia energética.

A continuación se detallan los resultados obtenidos.

Estado del arte

La conferencia magistral que inauguró este taller es-tuvo a cargo de Arturo Echeverría, vicepresidente de Asuntos Internacionales de la Asociación de Empre-sas para el Ahorro de Energía en la Edificación, quien destacó, entre otros puntos, que la cuarta revolución industrial la están generando las nuevas tecnologías físicas, digitales y biológicas, que “tienen el potencial de conectar más gente a la web y mejorar drásticamente la eficiencia de los negocios y organizaciones, permi-tiendo un mejor manejo de los activos. Si México no logra esta transformación, la competitividad como país quedará muy atrasada y se perderá posicionamiento a nivel mundial”, apuntó.

“El reto de la industria de la generación eléctrica será, para el caso de la generación distribuida, la regula-ción del mercado”, agregó, y para impulsar la eficiencia

energética recomendó “liderazgo desde los tres niveles de gobierno; fijar objetivos claros y medibles a largo plazo; adoptar códigos y reglamentos; desarrollar y actualizar las Normas Oficiales Mexicanas; reorientar subsidios del consumo al ahorro; crear incentivos finan-cieros; desarrollar empresas de servicios energéticos y crear expertos para identificar competencias requeridas a lo largo de la cadena de valor (diseño, fabricación, instalación, operación y mantenimiento) para las di-ferentes tecnologías”.

Políticas públicas

La segunda conferencia magistral estuvo a cargo de Evangelina Hirata Nagasako, directora ejecutiva del Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, quien recordó que las políticas de eficiencia energética ya están relacionadas con el desarrollo sustentable, a diferencia de años atrás, y son un objetivo estratégico. Resaltó la importancia de relacionar todos los instrumentos de implementación de una política, proponiendo la identificación precisa de los programas, acciones y procesos que puedan in-tegrarse a la estrategia nacional. Para finalizar, destacó la importancia de coordinar a los tres niveles de gobier-no en el terreno de la industria de la construcción, y la elaboración de un código para la edificación, para que las normas se apliquen y vigilen, sobre todo cuando su cumplimiento contribuye a la eficiencia energética y a la sustentabilidad.

Programas

La tercera conferencia contó con la participación de Pablo Moreno, presidente de la Cámara Nacional de Manufacturas Eléctricas. En ella valoró los impactos de las iniciativas, políticas y programas para la eficien-cia energética, resaltando el social al crear conciencia sobre el uso de los equipos más eficientes. También mencionó los beneficios ambientales, como es el caso de los programas de sustitución de refrigeradores y ai-res acondicionados, en los cuales se capturan los gases refrigerantes, principalmente.

Destacó la importancia en el desarrollo de productos eficientes, “el mayor de ellos, el refrigerador, con ahorros

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R E E 1 2 / a ñ o 3 / o c t u b r e - d i c i e m b r e 2 01 6

de hasta 66%”. Por lo que, afirmó, “en el tema de eficiencia energética pueden romperse paradigmas, en lugar de seguir la demanda, atacar vía la oferta al incorporar normativas y, derivado de las mis-mas, productos más eficientes, lo que rompe el crecimiento de consumo de energía de tal manera que la población seguirá creciendo, pero los equipos irán decreciendo en su consumo de energía”.

Moreno recordó el reto que representa para la industria en México la actualización de la nor-ma de eficiencia energética de refrigeradores y “lograr que esta tecnología, aplicada a los equipos, pueda ser accesible a las familias de bajos recursos”.

Aportaciones generales de los talleres

En resumen, la discusión en talleres aportó las siguientes conclusiones: 1. Eficiencia energética. Es objetivo fundamental en la transición energética y relaciona esfuerzos

gubernamentales e industriales para lograr mejores normas, tecnologías y desempeño. 2. Tecnologías de la información. Merecen un impulso estratégico en su aplicación para el

manejo de redes inteligentes e integradas de energía mediante las que se manejan electro-domésticos inteligentes y se implementan microrredes de generación de energía. Deben impulsarse los Energy Management Systems, permitiendo que el “internet de las cosas” ayude a controlar el equipamiento.

3. Energías limpias. Su éxito está relacionado con el uso de los criterios climáticos dentro de las estrategias energéticas; estas consideraciones están definiendo parte de las polí-ticas. Los criterios climáticos en la adopción de fuentes de generación de energía limpia pueden cambiar la vocación energética, de producción o consumo de toda una región. Asimismo, los participantes hicieron énfasis en el cambio que experimentó la industria de fotovoltaicos: el estado del arte se aceleró, provocando una caída dramática en los costos de producción por watt, debido al programa de estímulos fiscales en Estados Unidos, que combina estímulos a la inversión, para el consumo, y para la producción de sistemas fotovoltaicos, por el lado de la oferta.

4. Inversión en capital humano y en cultura de ahorro y eficiencia energética. La transición energética demandará el desarrollo de un plan integral de educación, investigación cien-tífica, tecnológica y de formación de capital humano. Los esfuerzos deben dirigirse a pro-fesiones específicas como ingenierías, economía, matemáticas aplicadas, física, geografía, informática, geología y administración fiscal, con lo que mejorarán las cadenas de valor. Además, es necesario incorporar el uso de tecnologías de información y comunicación para incrementar el alcance de estos programas de formación, y deben estar disponibles en plataformas multimedia, ser masivos y de alta penetración entre la niñez y la juventud. En materia de la cultura empresarial, se dijo que hay que incorporar más tecnologías en los programas de etiquetación y certificación en productos. Los asistentes señalaron la importancia de adoptar sistemas de medición, registro y verificación para medir el im-pacto de las soluciones implementadas y con ello dar un efecto de retroalimentación de los beneficios logrados.

5. Regulación del mercado. La eficiencia energética enfrenta retos tan importantes como romper barreras de mercado para dar paso a nuevas tecnologías, por lo que debería tener los mismos incentivos que se dan a las energías limpias. Se deben fomentar los “negawatts”.

6. Legislación y normas. Toda política pública y programa debe generar un ambiente homogéneo y seguro para desarrollar actividades de una industria o de una actividad

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económica, política o social. Por lo anterior, se deben salvaguardar los logros y los es-tándares de calidad que se van registrando en las normas, así como su cumplimiento. La industria de la construcción está incorporando criterios de producto muy alineados a la eficiencia energética, como el avance en aislamientos térmicos e iluminación. Por ello, resulta básico promover, mediante la Comisión Federal de Electricidad, la exigencia de dictámenes de cumplimiento para nuevos contratos de acuerdo con las normas 07 y 013, relativas al alumbrado público en edificaciones y vialidades. Se insistió en homoge-nizar la aplicación de las normas de edificación, donde hay tramos de discrecionalidad importantes. Existen retos nacionales en cuanto al tiempo de gestión de las normas: los largos periodos de preparación se ven rebasados por la evolución tecnológica, por lo que resulta importante impulsar la adopción de normas voluntarias, así como sellos o distintivos de excelencia, para mejorar las condiciones de la calidad de los productos en el mercado. Se sugirió que dichos sellos se fortalezcan y apliquen en forma obligatoria, en tanto se resuelve el problema de gestión normativa.

7. Supervisión. Es necesario fortalecer los mecanismos de vigilancia en la aplicación de la norma. Los participantes insistieron en la propuesta de crear o facultar a una entidad que vigile la aplicación de la norma.

8. Financiamiento. Se debe integrar un portafolio de incentivos para la investigación y desa-rrollo en instituciones o empresas especializadas y reorientar los subsidios del consumo, hacia el financiamiento e implementación de medidas de eficiencia energética con impacto en el desarrollo de tecnologías.

9. Diseño e implementación de políticas y programas. Las políticas deberán alinear el esfuerzo del sector con la participación de los fabricantes, profesionales, técnicos, consumidores de energía, universidades y centros de investigación, autoridades fiscales, gobiernos es-tatales y municipales, cámaras industriales, asociaciones de profesionales y la población en general. Deben ser un componente de la regulación de mercado, en función del nivel de eficiencia de los productos, dispositivos y servicios, privilegiando aquellos que cuenten con sellos de excelencia, y asegurando el tratamiento adecuado de sustancias peligrosas para el medioambiente.

10. Estímulos fiscales. Deben diseñarse e implementarse conjuntamente con la Secretaría de Hacienda y Crédito Público, orientándolos a eliminar barreras de mercado y mantenerlos vigentes durante un periodo específico, con metas definidas.

11. Nuevos programas y fortalecimiento de los existentes. Hasta hoy, la evaluación de los programas anteriores o vigentes es positiva, pero debe tomarse en cuenta antes de iniciar el diseño de uno nuevo. Se insistió en recomendar el impulso de un nuevo programa de sustitución de refrigeradores domésticos, así como dar continuidad a los de sustitución de lámparas.

12. Componente ambiental. En la ejecución de los programas es indispensable asegurar la preservación de la red de centros de acopio de equipos ineficientes, para evitar la gene-ración de mercados de segunda mano y los potenciales daños al medioambiente. Y en paralelo, persiste la necesidad de generar una cultura de manejo de equipos viejos, así como asegurar su adecuado tratamiento y control a través de dichos centros de acopio.

13. Logística y distribución. En todo programa de eficiencia energética, la capacidad logística es fundamental, por lo que evaluar e incrementar la capacidad de distribución de fabricantes de tecnologías eficientes es una asignatura que deberá estar presente como mandatoria en los términos de referencia de los programas.

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Foro Estado del Arte 16 de mayo de 2016

Foro Políticas Públicas25 de mayo de 2016

Foro Programas31 de mayo de 2016

Institución Asistente Institución Asistente Institución AsistenteBID Adalberto Padilla INADEM Adriana Tortajada Lead Lite Alberto YarzaHELVEX Adieny Salinas Mled/Tetratech Ana Silvia Arrocha AEA Consultores Alfredo Enciso

Havells Alberto Rodríguez INADEM Enrique Jacob Rocha IPN – CE-REE Gerardo Contreras Puente

AIE Ana Lucía Rodríguez Lepure IMP Francisco Guzmán

López Secretaría de Economía Guadalupe Rosales Pavón

MEXGEN Ana María Contre-ras Vigil IPN – CE-REE Gerardo Contreras

Puente IIE Hugo Pérez Rebolledo

GIZ Ana Patricia VillaseñorComisión de Energía de la Cámara Espa-ñola de Comercio

Jacobo RegojoComisión de Energía de la Cámara Española de Comercio

Isael Techichil Montiel

Johnson Control Andrea Vallejo Mled/Tetratec Javier Ortega S. Mled/Tetratech Javier Ortega

Auronix – CE-REE Arturo Cepeda SalinaUNAM – Coordina-ción de Innovación y Desarrollo

Juan Manuel Romero Ortega

Construlita Lighting International Jesús E. Gloria

CASEDI Arturo Echeverría Aguilar Osram Octavio Azcoitia Consultor independiente Jorge Muñoz Cuevas

Asociación Mexicana de Energía Eólica Carlos Gottfried Joy Canacintra Octavio Lara

Hernández EcoLuz Jorge Solís Letayf

Inconer de México César Ramírez Normex Olga Arce León EcoLuz Julián de la Garza LepePlusrite Claudio Ladowski Ance Raúl Monroy P. Anfad José Luis Alva C.BPV México Onyx Solar Daniel Vázquez Vela Coleg. Ing. Mec.

y ElectricistasRafael Contreras Barrayo Gasadi Luis Alfonso Martínez

LujánMabe Daniel Manríquez AMEXCID Sandra Orozco CRIOTEC Luis Carlos Rojas

Belimo Elsa Yáñez IDE Chiapas Sergio Camacho Franco Genertek Manuel Vázquez S.

Secretaría de Economía

Guadalupe Rosales Pavón Osram Ricardo Romer Osram Octavio Azcoitia

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Zacaten-co – CE-REE

Guillermo Urriolagoitia Calderón

Centro Nacio-nal de Capacita-ción de Energías Renovables

Salvador González KFW Pablo Obrador Álvarez

Basf Mexicana Hilda Hijuelos IPN Adolfo Rodríguez Plusrite Ramón de la RosaComisión de Ener-gía de la Cámara Es-pañola de Comer-cio, A.C.

Jacobo Regoyo Anfad David Aquino Nafin Ricardo Saucedo

Consultor independiente Jorge Muñoz Cuevas Semarnat Vianey Campuzano Cyste Rubén Torres

Rheem de México Jorge Naranjo Gas Natural Fenosa Irael Echichil Montiel Semarnat Vianey Campuzano

Cinvestav José Antonio Urbano Castelán Construlita Jesús E. Gloria PAESE Vladimir Sosa Rivas

Grupo Aux Juan Carlos Gonzá-lez Solís CFE Pedro Valenzuela Anfad César Cárdenas

Conuee Kathy Sibaja A. Famerac Daniel Garda V. Nafin Iván CornejoHELVEX Adileny Serrano BID Adalberto Padilla GIZ Jorge Atala

Criotec Luis Carlos Rojas AIE Ana Luis Rodríguez Lepure Mled Éric Mercado A.

Céspedes Luisa Manzanares Canacintra Carlos González Fich IPN Cecilia Medina S. IIE Luz Ma. Sánchez IPN – CE-REE Daniel Jiménez Olarte

Entrega de aportaciones y participantes

Al finalizar los talleres, el FIDE realizó la entrega detallada de estas aportaciones a la Sener, a fin de integrar estas contribuciones a la Estrategia y Programa para la Transición Energética del país.

A continuación se enlistan los participantes en estos talleres, a los que el FIDE agradece:

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Foro Estado del Arte 16 de mayo de 2016

Foro Políticas Públicas25 de mayo de 2016

Foro Programas31 de mayo de 2016

Institución Asistente Institución Asistente Institución Asistente

Soluciones Energéti-cas Integrales

Manuel de Diego Olmedo Conuee Francisco Mendoza Normex Daysi González

Instituto de EnergíasRenovables – CE-REE Mariano López de Haro Secretaría

de EconomíaGuadalupe Rosales Pavón PAESE Ma. Alicia E.

Sectur Nancy Hernández Cyste Ignacio Sánchez PAESE Pedro Campos

AEAEE/ALENER Octavio García Silva IIE Itha Sánchez Ramos AIE Ana Lucía Rodríguez Lepure

Criotec Osvaldo Carrillo Consultor externo Jorge Muñoz Cuevas Amexgen Ana Ma. Contreras

PWC Sector Energía Pablo Guzmán Martínez Basf Mexicana Jorge Esqueda Querol Normex Antonio Muñoz Trejo

Asoc. Nal. de Comer-ciantes de Material y Equipo Eléctrico

Peter Petersen Conuee Kathy Sibaja Aguilera IPN – CE-REE Daniel Jiménez Olarte

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Ricardo Mora Palomino CTS EMBARQ Marco Villalobos T. Mabe David Manrique Negrín

Nafin Rubí Morales Salazar Basf Mexicana Mario Sánchez ALENER/TERMOLITA Eduardo González Artola

IDE Chiapas Sergio Camacho Franco Sectur Nancy Hernández González Plusrite Efraín García

IIE Sergio Aranda Ávila Belimo Óscar García Trujillo Conuee Francisco Mendoza

Philips Mexicana Sergio Villalón Sedema Raúl Rosas IIE Itha Sánchez R.

Ecoves Tanya Moreno Nafin Rubí Morales Salazar Cime José A. Sánchez R.

Concanaco Víctor Gardoqui Madariaga IIE Sergio Aranda Ávila CTS EMBARQ Mario Villalobos Torres

Plusrite Víctor Luski Concanaco Víctor Gardoqui Madariaga Belimo Óscar García T.

Conuee Ybo Pulido Saldaña Conuee Ybo Pulido SaldañaAsoc. Nal. de Comercian-tes de Material y Equipo Eléctrico

Peter Petersen

Havells Pablo Aguirre Cime José Alberto Sánchez Rivera Cicata Rubén Latisnese

HELVEX Alejandra Aguirre Nafin Adriana Reyes Nafin Rubín Angélica Morales

Alener Miguel Silva A. INADEM Karina Roma Maldonado IIE Sergio Aranda A.

IES/333 Luces Elías Cisneros Coenergía Amabel Osorio Ecoves Tanya Moreno

IIE Ita Sánchez Osram Ricardo Romero

IIE Hugo Pérez Genertek Arturo Jiménez F

Plusrite Efraín Gardea IIE Luz Ma. Sánchez

Conuee Francisco Mendoza Grupo Ojeda Rome Noé Ruiz

Cinvestav Yasuhito Matsumoto Canacintra Lourdes Aduna Barba

Bioconstrucción César Ulises Treviño AMESCO Adalberto Padilla

CICATA-IPN Rubén L. Demek Alejandro Fitpatrick

Philips Felipe Uribe Philips Mexicana Raymundo Ramírez

FI-UNAM Augusto Sánchez Óptima Energía Enrique Gómez

Infonavit Rafael Escandón

Transformaciones IESSA Eduardo Allende

IESSA Carlos Rivera

IPN Carmen Ramírez

CE-REE: Consejo Editorial de la Revista Eficiencia Energética.

I n v e s t i g a c i ó n

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PILAS DE COMBUSTIBLE DE ELECTROLITO SÓLIDO (SOFC, SOLID OXIDE FUEL CELL)

Por Mario Sandoval Jiménez, Ma. del Pilar Bremauntz y Carmen Monterrubio-Badillo

Mario Sandoval Jiménez es Ingeniero Metalúrgico por el Instituto Politécnico Nacional (IPN). Actualmente se desempeña como

Ingeniero de Proyectos en el área de Posgrado en el Centro Mexicano para la Producción más Limpia (CMP+L) del IPN. Por su

parte, Ma. del Pilar Bremauntz es Doctora en Ciencias en Bioprocesos por el UPIBI-IPN. Se desempeña como Posdoctorante en el

CMP+L. Finalmente, Carmen Monterrubio-Badillo es Doctora en Ciencias en Materiales Cerámicos y Tratamientos de Superficie por

la Universidad de Limoges, Francia. Actualmente se desempeña como Profesora Investigadora en el CMP+L. Pueden ser contactados

en los correos [email protected], [email protected] y [email protected], respectivamente.

ResumenEl presente artículo da cuenta de las directrices de investigación para el desarrollo de pilas de combustible sólido (SOFC) que se realizan en el Centro Mexicano para la Producción más Limpia del Instituto Politécnico Nacional. La primera directriz de investigación es la producción a pequeña y mediana escala de materiales cerámicos de tipo perovskita con funcionalidades para los componentes de las celdas de combustible. La segunda directriz es la preparación de capas delgadas porosas o densas que conforman los electrodos de las SOFC, utilizando la técnica de proyección térmica (flama o plasma). Finalmente, la tercera directriz es la conformación de las partes rígidas de las celdas, los interconectores (colectores de la corriente), para lo cual la técnica de vaciado de suspensiones se encuentra en desarrollo. Asimismo, en el presente texto se explica la importancia de esta tecnología en el contexto del calentamiento global, así como las ventajas que presenta sobre otras alternativas de producción de energía.

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El excesivo consumo de energía y la creciente preocupación por el calentamiento global producido en gran medida por el uso de combustibles fósiles, han abierto la puerta al estudio y desarrollo de fuentes de energía renovables y alternativas. Los sistemas de generación de energía en pequeña escala tales como turbinas de viento, pilas fotovol-

taicas, microturbinas y pilas de combustible, juegan un papel muy importante en el panorama mundial de generación de energía eléctrica.

Las pilas de combustible, tema central de este artículo, son fuentes estáticas de conversión de energía que convierten la reacción química del combustible directamente en energía eléctrica, a diferencia de las máquinas de calor convencionales que producen energía eléctrica a partir de energía química.

La tecnología de las pilas de combustible es bastante prometedora para la conversión de la energía química de los hidrocarburos combustibles en electricidad, ya que producen agua como subproducto, no requieren del proceso de combustión y, por lo tanto, evitan la emisión de con-taminantes al aire. Asimismo, al no existir combustión, el máximo rendimiento posible no está determinado por la limitación de Carnot en la conversión de calor en trabajo mecánico, por lo que la eficiencia de conversión de energía de las pilas de combustible es muy alta, alcanzando 80% de eficiencia en promedio. Basta recordar que la eficiencia de los motores de combustión interna es de 20%, en promedio.

Existen varios tipos de pilas de combustible, a saber: • PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell• PEFC, Proton Exchange Membrane Fuel Cell• MCFC, Molten Carbon Fuel Cell• AFC, Alkaline Fuel Cell• MDFC, Methanol Direct Fuel Cell• SOFC, Solid Oxide Fuel Cell De todas estas pilas, las de óxidos sólidos (SOFC) son las más eficientes y tienen varias ventajas

respecto de las otras, tales como la flexibilidad en combustible y su alta confiabilidad, pudiendo alcanzar 70% de eficiencia cuando están acopladas a una turbina de gas, y un rendimiento total (eléctrico más térmico) de 80%, con potencias que van desde los 10 kilowatts hasta algunos me-gawatts. Poseen, además, fuertes cualidades medioambientales:

• Silenciosas: producen menos de 62 dB acústicos a 10 m.• Poco contaminantes: ningún residuo de azufre, ni de partículas, emisión de 6 mg de CO

y 2 mg de NOx por metro cúbico de gas.• Emisión de gas carbónico: inferior de al menos 30% de aquellas del grupo de diésel, en

razón de un mejor rendimiento de conversión.

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Estas pilas funcionan a alta temperatura, entre 850 y 1 000 °C, y están principalmente pre-vistas para la producción descentralizada de electricidad y la cogeneración para uso doméstico.

Las pilas de combustible de electrolito sólido se pueden definir como un sistema electroquímico de múltiples capas de cerámicos funcionales que utiliza un combustible y un oxidante gaseoso. Operan a una temperatura cercana a los 1 000 °C y suelen utilizar hidrógeno como combustible y oxígeno como oxidante. La célula elemental correspondiente comprende un electrolito sólido, un electrodo donde se produce la reducción electroquímica de oxígeno (cátodo) y un electrodo donde se produce la oxidación electroquímica del combustible, hidrógeno o hidrocarburos (el ánodo). El electrolito tiene una alta conducción iónica y está situado entre el cátodo y el ánodo.

En condiciones normales de uso (con hidrógeno como combustible y oxígeno como oxidante), una sola célula produce menos de 1 V. Por lo tanto, por razones prácticas, las SOFC no se utilizan como unidades individuales, sino que están conectadas en serie para obtener una tensión sufi-ciente, o en paralelo, para aumentar la potencia total. Un conjunto de pilas se llama batería y el componente llamado interconector o separador bipolar se conecta del ánodo de una célula hasta el cátodo de la siguiente (Figura 1). Por lo tanto, las pilas SOFC se pueden configurar en serie, en paralelo, en serie y en paralelo o como unidades individuales en función de sus aplicaciones. Hay tres principales tecnologías de diseño y montaje de SOFC: tubular, plana y monolítica.

Figura 1. Componentes de una batería de pila de combustible.

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El electrolito en una pila de combustible debe conducir ióni-camente uno de los elementos presentes en el combustible o el oxidante. Por lo tanto, un electrolito sólido de una SOFC que se basa en las reacciones electroquímicas de hidrógeno y oxígeno debe conducir iones de oxígeno, o bien, iones de hidrógeno (pro-tones). Para la reacción de hidrógeno-oxígeno, solo los óxidos se utilizan como electrolitos, debido a que las SOFC deben funcionar en la gama de temperatura de 600 a 1 000 °C, para alcanzar la conductividad eléctrica necesaria.

La generación actual de SOFC se puede clasificar en dos tipos: aquellas con electrolito conductor de iones oxígeno (Figura 2) y aquellas con electrolito conductor de protones. Algunos gases, como el CO, se pueden utilizar como combustibles en la rea-lización de SOFC conductora de iones oxígeno, pero no en la realización de las SOFC conductora protones.

En la actualidad, casi todo el trabajo de desarrollo de pilas de combustible de tipo SOFC se dirige a aquellas con conducción de iones de oxígeno con electrolitos en ZrO2. Generalmente se usa zirconia estabilizada con itrio como electrolito (YSZ, yttrium stabilized zirconia), donde el anión de oxígeno se combina con los iones positivos de hidrógeno y forma agua.

VARIOS EJES DE INVESTIGACIÓN DE LAS SOFC SE ENCUENTRAN

EN DESARROLLO ACTUALMENTE Y

EXISTE UN INTERÉS PARTICULAR POR LA

FABRICACIÓN DE NUEVOS MÉTODOS DE

SUS COMPONENTES

Figura 2. Funcionamiento de una pila de combustible conductora de iones oxígeno O=

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Varios ejes de investigación de las SOFC se encuentran en desarrollo actualmente y existe un interés particular por la fabricación de nue-vos métodos de sus componentes. Los procesos de fabricación de materiales cerámicos están muy implicados en los diferentes tipos de las SOFC. Ellos pueden estar reagrupados en dos categorías: aquellos que conducen a la forma-ción de partes rígidas mecánicamente con fun-ciones estructurales, y aquellas que conducen a preparar capas densas o porosas, pero del-gadas y con buenas funcionalidades eléctricas para incrementar la velocidad de las reacciones electroquímicas en la interfase de los electrodos.

Los procesos en curso de desarrollo para preparar los componentes de las pilas de com-bustible de electrolito sólido son: colada en ban-da, depósitos químicos en fase vapor CVD (Che-mical Vapor Deposition), los depósitos físicos en fase vapor PDV (Physical Vapor Deposition), la extrusión, la proyección térmica por flama y por plasma. Esta ultima técnica se ha vuelto cada vez más importante para la realización de los componentes de las SOFC por el hecho de sus características interesantes, principalmente la capacidad de alcanzar grandes velocidades de producción de depósitos con respecto a aque-llas que pueden ser obtenidas con técnicas tales como los depósitos químicos o físicos en fase vapor (CVD o PCD), así como la facilidad de producir consecutivamente las capas electroac-tivas (procesos multicapas) a bajo costo.

Desde sus inicios, muchos óxidos de perovs-kita han sido usados como componentes de las SOFC: para cátodos, óxidos tipo LaMnO3; para interconexiones y ánodos, óxidos tipo LaCrO3. Actualmente se usan también las perovskitas como electrolito; es decir, el alma de las celdas de combustión de óxidos sólidos. En varias par-tes del mundo donde se están desarrollando este tipo de celdas de combustible, las investigacio-nes están enfocadas al uso de perovskitas que tengan diferentes propiedades, como alta con-ductividad eléctrica o alta conductividad iónica, y debido a que la temperatura de operación de los prototipos es alta (1 000 °C), también se es-tán desarrollando perovskitas cuya actividad sea

a temperaturas más bajas (600 °C - 850 °C) y, por consiguiente, la temperatura de operación de las celdas también.

La estructura típica de la fórmula química de la perovskita es ABO3, donde A y B denotan dos diferentes cationes, siendo el catión A un lantánido y el catión B un metal de transición. Los óxidos de perovskita abarcan familias numerosas entre las estructuras de los óxidos complejos.

A los grupos de óxidos que consisten de dos o más diferentes cationes se les denominan óxidos complejos o mezclados. Entre ellos hay óxidos complejos con un simple catión con diferentes estados de oxidación. No obstante, la estructura típica de los óxidos mezclados consiste de dos o más cationes distintos con diferentes estados de oxidación, radio iónico y número de coor-dinación. Esta diversidad, que proviene de la complejidad de estas estructuras, resulta en una gran cantidad de propiedades diferentes comparadas con los óxidos simples.

Muchos compuestos del tipo ABO3 cristalizan en estructu-ras polimórficas, las cuales muestran únicamente una pequeña distorsión de la forma más simétrica de la estructura de la pe-rovskita. La estructura ideal de la perovskita es una red cúbica, como se muestra en la Figura 3. Aunque pocos compuestos tienen esta estructura ideal, muchos óxidos tienen variantes ligeramente distorsionadas con menor simetría (por ejemplo, hexagonal u ortorrómbica).

A2+

O2–

B4+

Figura 3. Estructura ideal de la perovskita.

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EN EL CENTRO MEXICANO PARA LA PRODUCCIÓN MÁS

LIMPIA DEL INSTITUTO POLITÉCNICO

NACIONAL, SE HAN CONCENTRADO LOS

ESFUERZOS EN VARIAS DIRECTRICES DE

INVESTIGACIÓN EN EL DESARROLLO DE PILAS

DE COMBUSTIBLE DE ELECTROLITO SÓLIDO

A pesar de grandes deficiencias de cationes y de oxígeno, muchos compuestos son clasificados como óxidos de perovskita debido a la gran energía reticular. Hay varios tipos de distorsión en la estructura de la perovskita, fuertemente relacionadas a sus propiedades. Debido a la divesidad de composiciones químicas y de estructuras, los óxidos de perovskita tienen una gran variedad de propiedades (ferroelectricidad y superconductiviad). Otros tipos de perovskitas tienen buena conductividad eléctrica, cercana a la de los metales conductores; otros tipos tienen alta conducti-vidad iónica. Con base en estas propiedades, las perovskitas han sido seleccionadas para usarlas en los componentes de las SOFC (ánodo, cátodo, electrolito e interconectores).

Directrices de investigación del Centro Mexicano para la Producción más Limpia

En el Centro Mexicano para la Producción más Limpia del Ins-tituto Politécnico Nacional, se han concentrado los esfuerzos en varias directrices de investigación en el desarrollo de pilas de combustible de electrolito sólido.

La primera directriz de investigación es la producción a pe-queña y mediana escala de materiales cerámicos de tipo pero-vskita con funcionalidades para los componentes de las celdas de combustible: ánodo, cátodo, interconectores y electrolito. Se han utilizado diferentes tipos de vías, a saber, la vía sólida, la vía sol-gel y reacciones in situ en un plasma. Entre los materiales que se han sintetizado se encuentran manganitas de lantano do-pada en el sitio A y B con estroncio y fierro; cromitas de lantano dopadas o no en el sitio A y B con estroncio y níquel, tanto para funcionalidades como materiales anódicos como para interco-nectores; entre otras. De igual forma, también se ha iniciado el estudio y la preparación de materiales de tipo perovskita con funcionalidades para el electrolito que reduzcan la temperatura de operación de las SOFC. El interés principal se ha centrado en obtener perovskitas libres de fases residuales, con el fin de evitar la formación de fases secundarias en los electrodos, y con esto favorecer la correcta transferencia de iones y electrones en la interfase electrodo-electrolito.

La segunda directriz de investigación es la preparación de capas delgadas porosas o densas que conforman los electrodos de las SOFC (ánodo, cátodo y electrolito), utilizando la técnica de proyección térmica (flama o plasma). Los materiales cerámicos de tipo perovskita en forma de polvo, o bien, en una suspensión estable, son inyectados en un dispositivo llamado pistola de plas-ma (o flama) para formar películas delgadas.

17


La proyección plasma es una técnica interesante para producir los electrodos de las pilas de combustible de tipo SOFC, porque permite elaborar celdas completas construyendo sucesiva-mente, sobre un sustrato, depósitos de naturalezas diferentes, y en consecuencia, de propiedades diferentes asociadas a los componentes de la celda: cátodo, electrolito, ánodo e interconector. Esta técnica evita las reacciones entre el cátodo y el electrolito durante la fabricación, debido a que cada partícula proyectada se solidifica rápidamente e independientemente de las otras sobre la superficie de proyección. La construcción de esta secuencia de películas electroactivas depende del sustrato sobre el cual son realizados los depósitos. Uno de los principales objetivos es, por una parte, fundir bien los polvos en el plasma y, al mismo tiempo, guardar sus propiedades químicas y eléctricas y, por otra, obtener la porosidad de las capas adecuada de acuerdo con el elemento de la celda. En la Figura 4 se muestra un sistema electrolito-cátodo (YSZ/LaMnO3) obtenido por proyección plasma.

Figura 4. Semicelda de electrolito sólido Electrolito YSZ/Cátodo LaMnO3.

La tercera directriz de investigación en el CMP+L es la conformación de las partes rígidas de las celdas, los interconectores (colectores de la corriente), para lo cual la técnica de vaciado de sus-pensiones se encuentra en desarrollo. Esta técnica requiere de suspensiones con las características reológicas adecuadas, a fin de conformar estructuras sólidas que sirvan como soporte de la pila.

Con el desarrollo de las tres directrices de investigación mencionadas, se proyecta la realización de un prototipo de pila de combustible de electrolito sólido.

Los trabajos de investigación que actualmente se llevan a cabo en el CMP+L para el desarrollo de prototipos de SOFC se encuentran en colaboración con el Centro de Investigación e Innovación Tecnológica del IPN, con la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Culhuacán del IPN, así como también con la Universidad de Limoges, Francia.

D i f u s i ó n

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PRIMERAS SUBASTAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN MÉXICO

Por Luis C.A. Gutiérrez Negrín

El autor es Ingeniero Geólogo egresado del Instituto Politécnico Nacional. Actualmente es jubilado de la Comisión Federal de Electricidad

y se desempeña como director ejecutivo de Geocónsul, S.A. de C.V., presidente del Comité de Información de la International Geothermal

Association (IGA) y coordinador de Difusión y Negocios en el Centro Mexicano de Innovación en Energía Geotérmica (CEMIE-Geo).

Se le puede contactar en el correo [email protected]

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La actual Ley de la Industria Eléc-trica, que reemplazó a la anterior Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica, estableció la creación de

un nuevo Mercado Eléctrico Mayorista (MEM), operado por el Centro Nacional de Control de Energía (Cenace), donde los participantes de-bidamente registrados pueden realizar diver-sas transacciones definidas en la misma ley y en otras regulaciones secundarias. Entre esas transacciones están las subastas de compra-venta de energía en las que el suministrador de servicios básicos, en este caso la Comisión Federal de Electricidad (CFE), puede adquirir, a precios competitivos, sus necesidades futuras de potencia, energía eléctrica, y certificados de energías limpias.

El Cenace era una parte de la CFE, pero a consecuencia de la creación del MEM, ac-tualmente es un organismo autónomo. Como tal, fue el encargado de conducir la primera subasta pública de largo plazo de compra de energía eléctrica de origen “limpio”, realizada el pasado 28 de marzo.

En su Artículo 3, la Ley de la Industria Eléc-trica (LIE) define como energías limpias a las “fuentes de energía y procesos de generación de electricidad cuyas emisiones o residuos, cuando los haya, no rebasen los umbrales establecidos en las disposiciones reglamentarias que para tal efecto se expidan”.

Entre dichas energías limpias, la misma contempla todas las fuentes renovables (viento, solar, energía oceánica, geoter-mia o bioenergía), la energía hidroeléctrica y nuclear, celdas de combustible, cogeneración eficiente, centrales térmicas con al-macenamiento de bióxido de carbono, y otras tecnologías “con-sideradas de bajas emisiones de carbono conforme a estándares internacionales”, o los que determinen las secretarías de Energía y la de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

Por lo tanto, cualquier proyecto basado en esas fuentes o procesos de generación de energía eléctrica pudo, en principio, participar en la primera subasta de marzo pasado, con la úni-ca condición de que pudiera empezar a entregar la energía que ofertara a partir del 28 de marzo de 2018.

En esta primera subasta, el único comprador fue la CFE, ya que actualmente es el único Suministrador de Servicios Básicos del nuevo MEM, tal como se muestra en la Figura 1.

Estructura del nuevo Mercado Eléctrico Mayorista

Figura 1. Elaboración del autor.

El pasado 28 de marzo, el Centro Nacional de Control de Energía (Cenace) realizó la primera subasta pública de largo plazo de compra de energía eléctrica de origen limpio en México. En ella, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) adquirió a precios competitivos sus necesidades futuras de potencia, energía eléctrica, y certificados de energías limpias. En este artículo se comentan las características y resultados de la primera subasta, así como los resultados preliminares de la segunda.

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La primera subasta de energía eléctrica en México

En su oferta de compra, la CFE mostró su inte-rés en adquirir potencia, certificados de energías limpias (CEL) y energía eléctrica. Respecto a potencia, la CFE pretendía adquirir un total de 500 megawatts, 450 de los cuales eran para respaldo del Sistema Interconectado Nacional, 25 para el sistema de Baja California y 25 para el sistema de Baja California Sur. En los tres casos, el precio tope a pagar que CFE manifestó fue de 10 mil pesos anuales por megawatt. La oferta incluía la compra de 6 361 250 CEL anuales, a un precio máximo de 444 pesos por CEL, así como una cantidad igual de megawatts-hora anuales como energía eléctrica acumulable, a un precio tope de 884 pesos por MWh.

Los contratos de energía y de potencia ofer-tados tendrán una vigencia de 15 años, y los de compra de CEL, de 20 años. Aunque los gene-radores podían ofrecer uno solo o ambos pro-ductos (potencia y energía, o CEL), asumiendo que toda la energía eléctrica ofertada fuera de origen limpio, el precio total máximo del paquete de megawatt-hora más CEL que la CFE estuvo dispuesta a pagar fue de 1 328 pesos; es decir, 884 pesos por energía y 444 pesos por CEL. Esto equivalió a 75.84 dólares al tipo de cambio em-pleado por la CFE para la subasta, que fue de 17.51 pesos por dólar. Además, el Cenace anunció que la CFE esperaba un descuento de poco más de 8% sobre esos topes máximos, lo que reducía el precio integrado a poco menos de 70 dólares.

Llegado a este punto, vale la pena mencionar que el mismo Artículo 3 de la LIE define al CEL como un “Título emitido por la CRE que acredita la producción de un monto determinado de ener-gía eléctrica1 a partir de Energías Limpias y que sirve para cumplir los requisitos asociados al con-sumo de los Centros de Carga”. Estos certificados son los instrumentos que permiten acreditar la generación de electricidad con energías limpias, y podrán comercializarse libremente a partir de 2018 en el mercado spot, o bien adquirirse me-

1 Un megawatt-hora. [N. del A.]

diante contratos entre particulares o subastas de mediano y largo plazo, justamente como la de marzo pasado.

Todos los participantes en el mercado eléctrico mayorista en la parte del consumo (suministradores básicos, calificados y de último recurso, usuarios calificados, abastecedores aislados de la red) deben adquirir el número de certificados que les permita cubrir su requisito de CEL, que no es más que el porcentaje de energía eléctrica consumida durante un año que fue generada mediante fuentes de energía limpia. Por su parte, la Comisión Reguladora de Energía es la encargada de llevar el Sistema de Gestión de Certificados y Cumplimiento de Obligaciones de Ener-gías Limpias, así como de verificar su cumplimiento en el futuro, con base en los reportes de generación que le entregará el Cenace.

En todos los casos, los CEL permiten medir el cumplimiento del objetivo nacional de que 35% de la energía eléctrica que se genere en el 2024 sea producida con energías limpias, según lo establecido en la Ley General de Cambio Climático y ratificado en la Ley de Transición Energética, la cual además definió metas intermedias para que en 2018 ese porcentaje deba ser de 25% y en 2021 aumente a 30%, como se muestra en la Figura 2.

Porcentaje de energía limpia del total generado en el país que se espera alcanzar

en los próximos años

0

10

20

30

40

50

Porc

enta

je d

e en

ergí

a lim

pia

60

70

20212018 2024 2030 2050

2530

35

45

60

Figura 2. Elaboración del autor.

La Secretaría de Energía ha determinado que el requisito de CEL de los sujetos obligados a cumplirlo (en la actualidad, solo la CFE) debe ser de 5% para 2018 y de 5.8% para 2019,

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partiendo de que, en 2015, 20.3% de la energía eléctrica generada en el país provino de fuentes limpias de energía. De ahí que la CFE, como único suministrador básico del MEM, estuviese interesada en comprar los mencionados 6.36 millones de CEL a partir de 2018.

Como se mencionó anteriormente, el precio máximo que la CFE estuvo dispuesta a pagar en su oferta de compra, incluyendo el paquete de energía y CEL, era de poco menos de 70 dólares por MWh, que es un precio bajo para ser ener-gía limpia. Pero los precios finales de la subasta fueron sorprendentemente aún más bajos.

De las 227 ofertas precalificadas y acepta-das, presentadas por 29 compañías, el Cenace escogió 18 ofertas ganadoras provenientes de 11 empresas de México, Canadá, China, España, Estados Unidos, Francia, Italia y Singapur. El Cenace les adjudicó 5 402 880 MWh anuales, que representan 84.9% del total de la oferta de compra, además de 5 380 911 CEL equivalentes a 84.6% de lo demandado por la CFE.

Aunque las ofertas calificadas originales in-cluían una pequeña porción de energía y CEL ofertada por otras tecnologías limpias (plantas hidroeléctricas, geotérmicas y de ciclo combina-do), 74.3% de la energía adjudicada será gene-rada por plantas solares fotovoltaicas a un precio promedio de 45.15 dólares por paquete (megawatt-hora más CEL), y el restante 25.7% por plan-tas eólicas a un precio promedio de 55.39 dólares por paquete. El promedio general por paquete para el total de la energía adjudicada fue, por tan-to, de 47.78 dólares. El precio ponderado del CEL fue de unos 14.6 dólares. No hubo ofertas de venta de capacidad, por lo que no se adjudicaron los 500 MW que la CFE deseaba adquirir como respaldo.

Las 18 ofertas ganadoras están compuestas por 11 proyectos solares fotovoltaicos que se construirán en los estados de Aguascalientes, Baja California Sur, Coahuila, Guanajuato, Ja-lisco y Yucatán, con capacidades que van desde los 18 hasta los 500 MW, y que suman un total de 1 691 MW. También incluyen cinco proyectos eólicos a construir en los estados de Tamaulipas y Yucatán, con capacidades entre los 30 y los 168 MW, para un total de 394 MW. En conjunto,

los 2 085 MW a construirse e instalarse entre 2016 y 2018 re-presentan una inversión estimada entre 2 300 y 2 600 millones de dólares. Los contratos entre la CFE y las empresas ganadoras de la licitación se firmaron a mediados de julio.

Cabe destacar que el precio promedio del paquete de energía solar más CEL que obtuvo la CFE de la subasta, de unos 45.15 dólares, fue durante casi dos meses el más bajo para esta fuente en todo el mundo. Fue hasta mayo de 2016 que una subasta similar realizada en Dubai, Emiratos Árabes Unidos, alcanzó un nuevo récord del orden de 30 dólares por megawatt-hora. Por su parte, el precio promedio de la energía eólica más CEL de 55.39 dólares por MWh, aunque no rompió ningún récord mundial fue bastante competitivo con los precios obtenidos en subastas parecidas reali-zadas previamente en Brasil (53 dólares), Chile (81 dólares) y Perú (48 dólares), como es posible observar en la Figura 3.

Precios obtenidos en diferentes subastasde energía eléctrica

0

10

20

30

40

50

Dóla

res

por

MW

h

60

70

nov-15Brasil

oct-15Chile

feb-16Perú

mar-16México

may-16EAU (Dubai)

81

53

38

55

7177

48 45

30

80

90

Eólica SolarFigura 3. Elaboración del autor.

Por todo lo anterior, hay coincidencia en que esta prime-ra subasta de energía eléctrica a largo plazo del MEM resultó todo un éxito, citándose como prueba adicional el comentario público de Steven Chu, premio Nobel y exsecretario de Energía de Estados Unidos en la primera administración de Barack Obama, quien dijo: “Si quieren conocer el precio real de la energía renovable en América, sin subsidios ni obligaciones, miren hacia México”2.

2 En inglés en el original: "If you want to know the true price of renewable energy in Amer-ica—free from subsidies and mandates—look to Mexico". El texto completo puede consul-tarse en la revista Forbes, 8 de mayo de 2016, disponible en: http://bit.ly/2d4SFK7

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Futuras subastas

A fines de abril, el Cenace emitió la convocatoria para la segunda subasta pública. El 4 de julio se dio a conocer la nueva oferta de compra por parte de la CFE en su carácter de único sumi-nistrador de servicios básicos, la cual se compone también de compra de potencia, de energía y de CEL. La Comisión pretende adquirir ahora 1 483 MW de potencia, que ya incluyen los 500 MW no ofertados en la subasta pasada, a un precio tope máxi-mo de 1 688 706 pesos anuales por megawatt durante 15 años. La potencia es casi el triple de la que se pretendía comprar en marzo, pero el precio es ahora mucho más alto (casi 169 veces mayor) que el tope máximo anterior, por lo que, sin duda, la CFE adquirirá, ahora sí, toda la potencia demandada, aunque el precio final deberá ser inferior al tope.

En cuanto a energía, la oferta de compra es de 10 629 911 MWh anuales con un precio máximo de 750.54 pesos por megawatt-hora, mientras que la de compra de CEL es de una cantidad igual (10 629 911), a un tope de 375.27 pesos. Como se observa, la cantidad de CEL y de energía a adquirir es 67% mayor que la de la primera subasta, pero los precios topes son 15% más bajos que los máximos iniciales de la primera, ya que el precio máximo del paquete integrado (MWh + CEL) sería ahora de 1 125.81 pesos, que resulta 15.2% menor que los 1 328 pesos del tope previo. En dólares, la cantidad es incluso más baja, pues equivale a unos 60 dólares, al tipo de cambio utilizado en esta ocasión por la CFE, de 18.76 pesos por dólar.

Las ofertas técnicas de venta se recibieron a principios de agosto, las ofertas económicas se recibirán el 21 de septiembre, y a fines de dicho mes se informarán los resultados de la subasta, debiéndose firmar los contratos con las empresas ganadoras a más tardar el 31 de enero de 2017. La fecha de operación comercial estándar de los contratos asignados será el 1 de enero de 2019.

A la fecha del cierre de esta edición, la Se-cretaría de Energía había dado a conocer los resultados preliminares, aún sujetos a revisión, de la segunda licitación. De acuerdo con ellos, se asignaron 8.9 millones de MWh, 9.3 millones del CEL y 1 187 MW-año de potencia, con lo que se cubriría 84% de la oferta de compra de energía, 87% de la oferta de compra de CEL y 80% de la oferta de compra de potencia.

En cuanto a la venta de energía y CEL, pre-dominaron de nuevo la tecnología solar fotovol-taica, a la que corresponde 54% de la energía que se venderá y 53% de los CEL, y la energía eólica, a la que corresponde 43% de la energía y 41% de los CEL. Las tecnologías hidroeléctrica y geotérmica también venderán energía limpia como resultado de esta subasta, con 3% y 2% de los CEL respectivamente. En lo que se refie-re a capacidad firme (potencia), predominó la tecnología de ciclo combinado con 72% de la po-tencia vendida, pero los proyectos fotovoltaicos, eólicos y geotérmicos también participaron en la venta de potencia, asignándoseles 15%, 11% y 2% respectivamente.

Los precios preliminares de la segunda su-basta fueron aún más competitivos que los de la primera, pues el precio promedio de la energía limpia (MWh + CEL) fue de 33.47 dólares. El precio medio de la potencia resultó ser de 32 258 dólares por MW al año, equivalente a poco más de 605 mil pesos, que es 64% menor que el tope máximo fijado por la CFE.

Por lo tanto, la segunda subasta está re-sultando aún más exitosa, con lo cual no solo se estarán cumpliendo las metas ambientales del país, sino que la tarifa eléctrica que paga el usuario básico deberá continuar a la baja.

LA SEGUNDA SUBASTA ESTÁ RESULTANDO AÚN MÁS EXITOSA, CON LO CUAL

NO SOLO SE ESTARÁN CUMPLIENDO LAS METAS

AMBIENTALES DEL PAÍS, SINO QUE LA TARIFA ELÉCTRICA

QUE PAGA EL USUARIO BÁSICO DEBERÁ CONTINUAR A LA BAJA

D i f u s i ó n

23

REGRESANDO AL SOLPASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Por Carlos Flores Macías

El autor es Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica por el Instituto Politécnico Nacional con una

Maestría en Electrónica del Estado Sólido por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados

del mismo Instituto. Actualmente se desempeña como director general de la empresa Conermex,

especializada en sistemas fotovoltaicos. Puede ser contactado en [email protected]

Los paneles solares no solo aprovechan la abundante energía del sol, sino que también están cambiando el futuro de la generación eléctrica. En este artículo se revisa su importancia, los componentes que conforman los paneles, su funcionamiento, el impacto que han tenido en la generación eléctrica en México y sus perspectivas a futuro.

En los últimos dos siglos, la humanidad aprendió a aprovechar los com-bustibles fósiles en gran escala, impulsando una Revolución industrial. Este avance cuántico en la automatización de las máquinas, la pro-ducción en masa y la especialización de la mano de obra provocaron

mejoras sin comparación en la salud, economía y confort en gran parte del mundo.Sin embargo, estos beneficios han implicado costos ambientales enormes

que estarán pagando esta y las futuras generaciones. Por ello, los combustibles fósiles no pueden seguir siendo la principal fuente de energía de la humanidad.

Es el momento de cimentar la energía en armonía con el planeta. Es el mo-mento de una revolución solar.

Energía para toda la vida

El sol emite tanta energía que los expertos compiten por poner los resultados en términos que podamos entender. Aquí hay dos:

• La Tierra recibe suficiente radiación solar en una hora para cubrir las necesidades eléctricas de todo el planeta durante un año.

• Se puede generar toda la electricidad que se consume en México utili-zando celdas solares de la tecnología actual en un cuadro de tan solo 35 km por lado (es decir, un área de 1 225 km2), lo equivalente a 0.06% de la superficie de nuestro país.

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Cosechando la generosidad del sol

Tan confiable como el sol, la tecnología de las celdas solares es simple, efectiva, de larga du-ración y “verde”; es decir, de bajo impacto al medioambiente. Las celdas se construyen con obleas de silicio a partir de arenas comunes ricas en cuarzo. Al ser ensambladas en paneles y ex-puestas al sol, convierten directamente la luz en electricidad sin producir emisiones contaminan-tes, agotar recursos o utilizar piezas movibles.

De arena a panel solar

La travesía que comienza con el silicio y termina con la entrega de electricidad a gran escala es larga y tiene varias etapas en el camino.

El silicio es el punto inicial del ciclo. Este material se extrae de la arena, compuesta prin-cipalmente de dióxido de silicio. Debido a que es el segundo elemento más abundante en la cor-teza terrestre, hay casi un suministro ilimitado.

Durante el segundo paso de producción, el silicio previamente purificado se funde a 1 400 °C para dejarlo solidificar en forma con-trolada, formando una estructura atómica de cristal. El lingote de silicio cristalizado se mol-dea en bloques rectangulares que se rebanan, literalmente, en obleas extremadamente del-gadas de menos de 0.25 milímetros de espesor, utilizando una tecnología de corte con alambre recubierto de diamante.

Después de limpiar y de realizar pruebas del grado de pureza y cristalinidad, las obleas están listas para transformarse en celdas solares. Para ello, durante el tercer paso en el ciclo, se le añaden pequeñas cantidades de otros elementos como fósforo y boro en un proceso a alta tempe-ratura. Estos elementos resultan en la creación de un campo eléctrico interno en la superficie frontal de la oblea.

En el siguiente paso se imprimen, en ambas caras, los contactos metálicos que servirán para extraer la corriente eléctrica que generará la cel-da al exponerse al sol. Para lograrlo se emplean pastas de plata y aluminio que son aleadas con

calor a la superficie de la celda y que en su lado expuesto al sol muestran una fina rejilla.

Finalmente, las celdas son recubiertas con una muy delgada película de óxido de titanio (unas cuantas capas atómicas) para disminuir la reflexión de la luz recibida, otorgándoles el distintivo color azul oscuro, casi negro, que las caracteriza.

Estas celdas ya poseen todos los atributos técnicos necesarios para generar electricidad de la luz del sol y formar el elemento básico de los paneles solares.

Cómo produce electricidad una celda fotovoltaica

Una celda fotovoltaica expuesta al sol convierte la luz instan-táneamente en electricidad. Los portadores de carga eléctrica, tanto positiva como negativa, se liberan en las celdas al recibir la radiación por leve que sea, ocasionando que la corriente eléctrica (corriente directa) fluya. Así es como lo hace:

Esquema del funcionamiento de una celda solar

Figura 1. Los fotones portadores de la energía de la luz del sol son conver-

tidos en portadores de carga eléctrica en el interior de la celda solar.

A. Los fotones de luz bombardean y penetran la celda. La energía de la luz tiene un comportamiento dual, al mismo tiempo como ondas y como partículas. Estas partículas son los foto-nes, que acarrean energía desde el sol y a través del espacio.

B. Al absorberse en el silicio de la celda solar, los fotones trans-miten su energía a sus electrones periféricos y estos se des-prenden de su órbita por unos instantes. Se tiene, entonces, una carga negativa libre (el electrón) y una carga positiva en el átomo del que el electrón se separó. A esta carga positiva se denomina hueco. Cada fotón absorbido y convertido resulta entonces en un par electrón-hueco.

25


C. Los electrones, libres por unos instantes, son barridos a la parte superior de la celda bajo la acción del campo eléctrico interno que se creó en el proceso de fabricación. El resul-tado son cargas negativas acumulándose en la superficie de la celda solar (los electrones) y cargas positivas en el resto de la celda (los huecos), de donde salieron dichos electro-nes. En ese momento ya es posible medir el voltaje resultante de la acumulación de cargas eléctricas opuestas en cada lado de la celda; estando el lado negativo arriba y el lado positivo abajo.

D. Si se establece un camino externo para que los electrones circulen de la cara superior a la cara inferior de la celda (es decir, un cir-cuito eléctrico externo), los electrones flui-rán a través de los contactos metalizados en la superficie de la celda, produciendo una corriente eléctrica cuya energía puede ser entregada al exterior del panel.

E. Los electrones finalmente regresan por la parte inferior de la celda, volviendo a ocupar su posición en el átomo de donde salieron y listos para repetir el proceso mientras se reciban nuevos fotones de luz.

El panel solar

La celda fotovoltaica, aunque durable, es frágil y produce un voltaje relativamente pequeño de alrededor de los 0.6 volts. Para su uso prác-tico, las celdas se agrupan en serie, elevando su voltaje, y se protegen en un laminado de vidrio y capas de plástico al que finalmente se le coloca un marco de aluminio, convirtiéndose finalmente en un panel solar.

Un panel solar típico consta de 60 o 72 celdas solares conectadas en serie para dar un voltaje de 36 a 43 volts. Una vez terminado, sus dimensio-nes serán de 1 metro de ancho por 1.7 metros de largo (60 celdas) o 2 metros de largo (72 celdas) y 4 centímetros de espesor del marco.

La potencia del panel será de 250 a 300 watts con 60 celdas y de 300 a 350 watts para el panel de 72 celdas. El panel solar de 60 cel-

das es más utilizado en instalaciones residenciales, mientras que el de 72 celdas es utilizado en instalaciones de mayor tamaño, donde se agrupan miles o hasta cientos de miles de ellos.

Reducción de costos y crecimiento exponencial

A mediados de la década de 1970, el costo por watt de una cel-da solar era alrededor de 96 dólares (ajustado por inflación), mientras que ahora, 40 años después, es menos de medio dólar por watt.

Este gran decrecimiento en costo fue el resultado combinado de un lento pero paulatino incremento en la capacidad de pro-ducción mundial que permitió reducir los costos de fabricación, principalmente del silicio ultrapuro y cristalino, de las mejoras en los métodos de fabricación y de la mejora en la eficiencia de las celdas solares.

Junto con este decrecimiento en costo, el volumen de las ins-talaciones creció, pasando de menos de 60 megawatts por año a principios de la década de 1990, a casi 60 000 megawatts por año en 2015, un aumento de mil veces en un cuarto de siglo1.

El mercado en México

En nuestro país, la actividad fotovoltaica inició en la década de 1970 con los trabajos de investigación realizados en el Instituto Politécnico Nacional y en la Universidad Nacional Autónoma de México. Para mediados de esa década, el Centro de Investigacio-nes y Estudios Avanzados (Cinvestav) fabricaba celdas solares, y en 1976 instaló la primera aplicación fotovoltaica práctica en México para alimentar la telesecundaria del poblado de Bienve-nido de Galeana, en la sierra del estado de Puebla.

Para 1982, el Cinvestav contaba con una planta piloto de celdas solares que produjo paneles para diversos proyectos, entre otros del Instituto Nacional Indigenista. Por desgracia, no existía entonces un mercado que diera sustento a la etapa de fabricación comercial, una combinación de etapa temprana con costos que aún eran altos.

Gracias a la reducción de costos que se abordó en el aparta-do anterior, en 2015 se instalaron alrededor de 100 megawatts de sistemas fotovoltaicos en el país. De estas instalaciones, más de la mitad corresponden a sistemas residenciales y co-merciales, donde el uso de la energía generada por los paneles ocurre en el mismo sitio donde se genera, lo que se denomina

1 1 megawatt = 1 millon de watts, equivalen a unos 3 500 paneles solares modernos. [N. del A.]

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generación distribuida, en contraste con la generación central en grandes plantas y a cientos de kilómetros del sitio de uso; una tendencia que se incrementará en las redes eléctricas en las siguientes décadas.

En nuestro país existen alrededor de 20 mil instalaciones de este tipo, la mayoría en casas con un sistema solar de unos cuantos kilowatts. Estos hogares “netean” su consumo de electricidad con la red: durante el día el sistema solar genera electricidad que es usada de inmediato, ya sea en la casa o entregada a la red (“exportada”).

El excedente exportado se acredita en el medidor de la compañía eléctrica contra el consumo posterior, por ejemplo, en la noche. De esta manera, un usuario interconectado a la red con un sistema solar logra reducir su consumo neto, hasta el punto en que el recibo eléctrico sea nulo.

Diagrama de un sistema fotovoltaico interconectado a la red

Figura 2. La electricidad producida por los módulos o paneles solares es convertida al voltaje de la red eléctrica

en el inversor y consumida en el mismo sitio o entregada a la red.

Comparativamente, en México el crecimiento de la generación fotovoltaica ha sido lento. En 2015 contribuyó con menos de 0.2% de lo que se instaló a nivel global; sin embargo, la situación está cambiando rápidamente. Como consecuencia de la Reforma Energética de 2014 y la Ley de Transición Energética de 2015, se definió que la generación de electricidad en México debe tener un componente de al menos 35% de energías limpias para el 2024; actualmente es un poco menos de 20%.

Para alcanzar este objetivo, se creó el mecanismo de Certificados de Energías Limpias, que obliga a los grandes consumidores y comercializadores-suministradores de electricidad a obtener un porcentaje de su energía eléctrica de fuentes limpias. El mecanismo para contratar este sumi-nistro es una subasta anticipada donde los obligados acuden a comprar de posibles oferentes la cantidad de energía ordenada por la reglamentación2.

2 Para conocer más acerca de la primera subasta realizada en México, se recomienda el artículo “Primeras subastas de energía eléc-trica en México”, publicado en la REE 12, correspondiente al periodo octubre-diciembre de 2016. [N. del E.]

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Rentabilidad

La rentabilidad de un sistema solar se evidencia en dos segmentos:a. Generación distribuida. El consumidor que instala un

sistema solar en su casa o negocio evita la compra de elec-tricidad a la red suministradora, ya sea una parte o toda. Los ahorros en la compra de electricidad se acumulan a lo largo de años hasta el punto que el sistema se paga a sí mismo. Un sistema solar con la tecnología actual tiene una vida esperada de más 30 años y ya se habla de hasta 40 años. Los ahorros pagan el sistema en un plazo tan corto como cuatro años para las tarifas eléctricas más altas, que en México corresponden a los usuarios domésticos de alto consumo (tarifa DAC), así que el usuario tendrá ahorros por más de 26 años. Para las tarifas comerciales e industriales, de menor costo, el sistema se paga a sí mismo hasta en 10 a 12 años, por ello su uso no se ha generalizado y su penetración en este sector irá creciendo conforme aumente el costo de la electricidad de la red.

b. Generación central. Las grandes instalaciones centrales de decenas y hasta cientos de megawatts tienen la ventaja de la escala y sus costos son menores que en genera-ción distribuida, lo que resulta en un costo de la energía generada también menor. La reciente subasta referida párrafos anteriores recibió ofertas que se acercan al costo de la electricidad generada por medios convencionales, como las plantas de ciclo combinado de gas natural.

El futuro

Se prevé que el avance de la eficiencia de las celdas solares, com-binado con la mejora en la electrónica de los inversores y con el escalamiento de volumen de fabricación e instalación, continúe ce-rrando esta diferencia con las fuentes convencionales de generación.

¿Qué hace falta para una sociedad donde la energía única-mente se genere con energías renovables? El desafío más grande por resolver ahora es el inherente a la variabilidad de las fuentes de energía renovable, sea viento, solar o de cualquier otro tipo. Dicho en términos sencillos, la generación ocurre no necesaria-mente cuando se requiere, aparte de que el consumo tiene su propia dinámica.

Para que el uso de las energías renovables continúe incre-mentándose y ocupe un lugar relevante en la matriz energética, este tema debe resolverse. La participación de la generación solar actual en nuestro país es tan pequeña —menos de una fracción de punto porcentual—, que por ahora el tema no es una

limitante y los próximos años no lo será, aun con el crecimiento que viene con la Reforma Energética.

Varias soluciones están en desarrollo en el mundo para enfrentar esta situación. Consisten básicamente en almacenar la energía cuando se está generando, para utilizarla cuando el con-sumo lo requiera:

• Almacenamiento como energía poten-cial hidráulica. Se utiliza la energía generada por el sol para bombear agua a una reserva a mayor altura que poste-riormente es utilizada para generar elec-tricidad en una planta hidroeléctrica.

• Almacenamiento como energía elec-troquímica. La electricidad producida por medio solar se utiliza para cargar grandes baterías electroquímicas; en esencia, lo que se hace con los sistemas fuera de la red que se popularizaron en el medio rural en México desde hace más de 25 años. La diferencia es la es-cala; una planta de almacenamiento consiste en grandes edificios con celdas electroquímicas de cientos de metros cúbicos de capacidad.

Almacenar la energía no es un problema técnico, sino hacerlo rentablemente. Al final, el costo del almacenamiento se suma al costo de la generación y el costo de la electricidad resultante se aleja del costo de las tecnologías convencionales que queman combustible cuan-do y como se requiera. El tema de los costos no está ni mucho menos resuelto; se anticipa que tomará algunas décadas, una combinación de menores costos de renovables y costos cada vez mayores de quemar combustibles, incluyendo el costo al medioambiente que se irá haciendo evidente con el paso de los años.

Se anticipa claramente que las energías re-novables irán incrementando su participación, que podría ser de hasta la mitad del consumo humano de energía a mediados de este siglo. Lo que a su vez hace claro que a fines de este siglo la generación eléctrica será muy diferente de lo que es ahora, definitivamente un futuro más claro y brillante en más de un sentido.

I n t e r n a c i o n a l

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MalasiaFOREST CITY,

UNA CIUDAD INTELIGENTEEN EL ESTRECHO DE JOHOR

Por Mohd Hafiz Abdul Jalil y Bieyka Jiménez Quezada

Mohd Hafiz Abdul Jalil es Primer Secretario de la Embajada de Malasia en México. Bieyka Jiménez Quezada es Marketing Officer

de Matrade (Corporación para el Desarrollo del Comercio Externo de Malasia).

En el estrecho de Johor, el gobierno de Malasia planea construir cuatro islas artificiales que, además de funcionar como un enlace entre Singapur y Malasia, constituirán una ciudad inteligente capaz de generar energía limpia y de gestionarla de forma eficiente, sentando uno de los mayores ejemplos de desarrollo urbano sostenible tanto en lo ecológico como en lo económico. El proyecto es conocido como Forest City (o Ciudad Bosque) y se espera que esté concluido en 2035.


29

30


Uno de los factores que más constribuye al deterioro del planeta y, por ende, de los recursos naturales, es el consumo desmedido de energía. Una situación que de no cambiar en un futuro cercano, pondrá en peligro

el abastecimiento de energía a nivel mundial.Del amplio abanico de medidas para aumentar la eficiencia y

disminuir el consumo de energía, destaca la planeación de smart cities (o ciudades inteligentes), entornos urbanos caracterizados por una mejor urbanización, un entorno agradable y un mayor equilibrio con el medioambiente circundante.

Las ciudades inteligentes

El concepto de ciudad inteligente alude a los núcleos urbanos que, además de estar basados en la gestión sostenible de los recursos, emplean tecnologías de punta —como la famosa arquitectura ver-de— para aumentar la eficiencia energética de su infraestructura y para responder a las necesidades y demandas de los ciudadanos, fo-mentando su participación y elevando la calidad de vida en la región.

El interés por este nuevo modelo de ciudad es un fenómeno global que surge de la preocupación por el crecimiento acelerado y desordenado de las manchas urbanas, que ha desmejorado tanto al medioambiente como a la calidad de vida de sus habitantes. De ahí que la finalidad de implementar estos conceptos y tecnologías sea, por un lado, alcanzar la sustentabilidad, y por el otro, hacer más fácil, cómoda y simple la vida diaria de sus habitantes.

La gestión eficiente de la energía es una de las iniciativas in-teligentes que comienza a tomar mayor relevancia no solo en la planeación de edificios, sino en la ciudad entera, desde la planeación del transporte público hasta la construcción de centros comerciales o el establecimiento de modelos para el pagos de servicios.

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La Ciudad Bosque de Malasia

Malasia es uno de los países alrededor del globo que está dándole prioridad a la conservación del medioambiente y la implemen-tación de energías verdes. Por ello, ha comenzado a desarrollar una de las ciudades inteligentes más grandes proyectadas hasta ahora, aprovechando tanto la excelente radiación solar que recibe durante casi todo el año como su moderada extensión territorial de 329.847 km2.

Este ambicioso proyecto lleva por nombre Forest City (o Ciudad Bosque) y busca, a través de la creación de cuatro islas artificiales, no solo expandir su territorio, sino aumentar sus po-sibilidades de crecimiento económico y convertirse en un ejemplo de sustentabilidad en el mundo.

La ubicación de este proyecto será el estrecho de Johor, en Iskandar. Las islas artificiales funcionarán como un enlace entre Singapur y Malasia, abarcando más de 1 386 hectáreas.

La inversión inicial es de alrededor de 175.8 millones de ringgits malasios (aproximadamente 41.41 millones de dólares americanos), y comienza con 60% de territorio recuperado como áreas verdes.

Sasaki Associates es uno de los promotores inmobiliarios más grandes de China y realiza el estudio de este proyecto, conside-rado como uno de gran potencial en arquitectura verde, cultura, economía y competitividad para la región, sobre todo en materia de eficiencia energética. El proyecto será concebido como una empresa conjunta y albergará una zona libre de impuestos, junto con una serie de incentivos fiscales para atraer inversiones.

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Un proyecto de tecnologías verdes

La Ciudad Bosque constituye un extraordinario esfuerzo para construir una ciudad desde cero, incluyendo iniciativas como el aprovechamiento de la energía solar, la mencionada arquitectura verde y el techo verde más grande del mundo, que a su vez servirá como recolector de aguas pluviales.

Para el Ministerio de Energía, Tecnología Verde y Agua (Ke-TTHA) del gobierno federal de Malasia es de suma importancia garantizar la política de desarrollo del agua, la industria de la energía y la tecnología verde con eficacia, asegurando la provisión de una infraestructura y sistema integrados, para proporcionar un entorno propicio para el desarrollo industrial y tecnológico de conformidad con lo dispuesto en la legislación vigente.

Por todo lo anterior, los edificios de la Ciudad Bosque serán también inteligentes, teniendo una infraestructura de energía renovable y contando con una capa de plantas verticales que ayudará a reducir los costos de refrigeración y climatización. Asimismo, debido a que durante casi todo el año Malasia cuenta con excelente radiación solar, existiran módulos fotovoltaicos en azoteas y ventanas para no desperdiciar este recurso.

En el exterior de las edificaciones, la construcción y los jardi-nes simulan un estilo de nave espacial, mismos que por su diseño permiten el paso del aire y la luz natural en su máxima capacidad, propiciando la circulación de aire y agua, promoviendo un buen uso de los recursos naturales y un esfuerzo de preservación y ahorro de energía.

El proyecto también incluirá una red en la azotea de parques y jardines interconectados, todo ligado con la red de transporte de alta velocidad. Este será sustentable y de alta eficiencia, ya que la zona será libre autos. De igual forma, contará con una red de ferri y un tren de alta velocidad que unirá a la ciudad con Singapur.

Forest City se encuentra todavía en la fase de planificación y de inversión. La compañía china Sasaki está trabajando con los desarrolladores de Country Garden Holdings y la Johor Es-planade Danga 88, quienes estarán coordinados para levantar el proyecto con el total apoyo del gobierno de Malasia. Se espera que esté completo en 2035.

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C a s o s d e é x i t o F I D E

HITCHINER, S.A. DE C.V.ILUMINACIÓN LED PARA AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Por David Cedillo Hernández y Hugo Téllez Moctezuma

David Cedillo Hernández es Ingeniero en Energía por la Universidad Autónoma Metropolitana

y se desempeña como gerente de Evaluación Técnica Económica de Proyectos del FIDE. Hugo

Téllez Moctezuma es Ingeniero Electricista con especialidad en Sistemas de Potencia por el Ins-

tituto Politécnico Nacional, y tiene el cargo de gerente de Gestión de Proyectos, Mediciones y

Evaluación de Resultados del FIDE. Se puede contactar a los autores en [email protected]

y en [email protected], respectivamente.

Gracias a la sustitución de lámparas fluorescentes por lámparas LED, una industria ubicada en Santiago Tianguistenco, Estado de México, logró ahorrar 65% de la energía eléctrica que consumía el sistema de iluminación convencional.

En la myoría de las industrias, la iluminación representa un costo con-siderable en la facturación eléctrica. En aras de aumentar la eficiencia energética de las empresas, existen múltiples opciones para sustituir los sistemas de iluminación convencionales, los principales son:

• Sustitución de los luminarios completos “uno a uno”.• Sustitución de lámparas actuales por lámparas eficientes conservando

el gabinete (Retrofit).• Sustitución con redistribución de luminarios.La selección del tipo de sustitución de luminarios debe basarse en un análisis

de costo-beneficio, tomando en cuenta el nivel ahorro de energía eléctrica, la inversión requerida y el cumplimiento de las normas nacionales aplicables.

Antecedentes

Hitchiner, S.A. de C.V. es una industria dedicada a la fundición de aleaciones metálicas de piezas automotrices, ubicada en Santiago Tianguistenco, Estado de México, con un contrato con la Comisión Federal de Electricidad (CFE) en tarifa HM. Antes de la realización del proyecto, la iluminación representaba 6.3% de su facturación eléctrica. Su demanda facturable promedio era de 4 350 kW, con un consumo de energía de 24 783 207 kWh al año, lo que representaba un costo de 39 672 254.55 pesos anuales.

Este proyecto fue realizado por la empresa LED Iluminación Ecológica, S.A. de C.V., quien fue seleccionada por Hitchiner, S.A. de C.V.

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Objetivo

Se buscó reducir el consumo de energía de la empresa reemplazando su sistema de iluminación original por uno de alta eficiencia con tecnología LED y bajo el cumplimiento de las normas NOM-025-STPS-2008 y la NOM-007-ENER-2014.

Situación original

Inicialmente, la empresa contaba con 1 580 luminarios de lámparas fluorescentes (Tabla 1) con una potencia total de 236 kW, un consumo de 1 559 568.61 kWh/año y un costo de operación de 2 506 270.80 pesos/año.

tabla 1. Situación previa al proyecto

Tipo de luminario Cantidad de luminarios

Potencia de línea

(W)

Potencia total(kW)

Consumo de energía total

(kWh/año)

Facturación eléctrica($/año)

Luminario tipo High Bay 4X54W T-5 776 232 180.03 1 352 400 2 173 307

Luminario para plafón 2X32W T-8 612 56 34.27 144 203 231 734

Luminario para plafón 2x75W T-12 7 144 1.01 7 572 12 168

Luminario exterior tipo reflector 4x43W LFC 69 172 11.87 47 650 76 574

Luminario tipo High Bay 2x54 W Emergencia 57 117 6.67 4 882 7 889

Luminario para plafón 1x32 W Emergencia 44 28 1.23 902 1 449

Luminario para plafón 2x32W con sensor 15 56 0.84 1 960 3 149

Total 1 580 236 1 559 569 2 506 271

Nota: La potencia de línea (W) de los luminarios se validó con base en los catálogos y en mediciones puntuales de algunos equipos.

El proyecto

Para determinar el cumplimiento de la norma NOM-025-STPS-2008 se realizaron mediciones de los niveles de iluminación de los equipos actuales con base en la metodología del Illuminating Engineering Society of North America (IESNA), con lo cual se obtuvieron los luxes de cada área (Tabla 2). Asimismo, se realizaron los cálculos de Densidad de Potencia Eléctrica para Alumbrado (DPEA) y se compararon con la NOM-007-ENER-2014 (Tabla 2).

36


Figura 1. Mediciones de Niveles de Iluminación (Metodología IESNA)

Lugar de medición a la altura de trabajo: 1 m

Plano verticalPlano horizontal

Altura de montaje: 4.30 m

p-1

p-2

q-1

q-3

t-1t-3

t-2 r-6

r-7

r-3 r-5

r-8r-2 r-4

t-4

q-2

q-4

r-1 924 Luxesr-2 684 Luxesr-3 900 Luxesr-4 902 Luxesr-5 374 Luxesr-6 680 Luxesr-7 257 Luxesr-8 680 Luxes

R = 675.125 Luxes

q-1 670 Luxesq-2 601 Luxesq-3 410 Luxesq-4 82 Luxes

Q = 440.75 Luxes

N = 3 luminariasM = 3 por línea

t-1 105 Luxest-2 110 Luxest-3 190 Luxest-4 116 Luxes

T = 130.25 Luxes

p-1 74 Luxesp-2 183 Luxes

P = 128.5 Luxes

Plano Hitchiner

Promedio de iluminancia =R(N – 1)(M – 1) + Q(N – 1) + T(N – 1) + P

MN

Promedio de iluminancia = = 441.22 Luxes675.125(3 – 1)(3 – 1) + 440.75(3 – 1) + 130.25(3 – 1) + 128.5

3(3)

tabla 2. Niveles de iluminación y DPEA previos al proyecto

No. Área Tarea visual

Nivel de ilumi-nación (luxes)

NOM-025-STPS

(luxes)Observación

Área del

local (m2)

DPEA (W/m2)

NOM-007-ENER (W/m2)

Observación

1 Procesado de piezas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 903 300 Cumple N/A

2 Limpieza de piezas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 911 300 Cumple N/A

3 Maquinado de piezas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 924 300 Cumple N/A

4 Pulido En interiores (distinción moderada de detalles) 917 300 Cumple N/A

5 Cerámicas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 895 300 Cumple N/A

6 Ceras En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 1 200 300 Cumple N/A

7 Fundición En interiores (distinción moderada de detalles) 369 300 Cumple N/A

8 Almacén En interiores (cuartos de almacén) 680 100 Cumple 130.86 7.70 6.78 No cumple

9 Cera perdida En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 900 300 Cumple N/A

10 Almacén En interiores (cuartos de almacén) 621 100 Cumple 685.41 3.59 6.78 Cumple


12 Almacén En interiores (cuartos de almacén) 717 100 Cumple 151.32 6.66 6.78 Cumple13 Almacén En interiores (cuartos de almacén) 711 100 Cumple 145.6 4.62 6.78 Cumple

14 Materia prima En interiores (distinción moderada de detalles) 802 300 Cumple N/A

15 Almacén En interiores (cuartos de almacén) 350 300 Cumple 506.06 2.66 6.78 Cumple16 Pasillo En interiores (área de circulación) 542 100 Cumple N/A17 Almacén En interiores (cuartos de almacén) 530 100 Cumple 272.18 6.58 6.78 Cumple18 Pasillo En interiores (área de circulación) 527 100 Cumple N/A


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NOM-025-STPS

(luxes)Observación

Área del

local (m2)

DPEA (W/m2)

NOM-007-ENER (W/m2)

Observación

20 Moldes En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 680 300 Cumple N/A

21 Cuarto de máquinas En interiores (cuarto de calderas)(T5/54W) 1 000 100 Cumple N/A

A Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 283 300 No cumple 631.72 2.04 10.55 CumpleB Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 259 300 No cumple 240.3 8.62 10.55 Cumple

C Comedor En interiores (distinción moderada de detalles) 370 300 Cumple 323.36 11.78 10.55 No cumple

D Pasillo En interiores (área de circulación) 228 100 Cumple 100.38 8.93 7.1 No cumpleE Pasillo En interiores (área de circulación) 194 100 Cumple 110.48 4.06 7.1 CumpleF Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 191 300 No cumple 21.07 13.29 10.55 No cumple

G Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 253 300 No cumple 46.48 9.64 10.55 Cumple

H Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 207 300 No cumple 34.9 9.63 10.55 Cumple

I Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 133 300 No cumple 69.12 15.39 10.55 No cumpleJ Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 188 300 No cumple 56.2 11.96 10.55 No cumpleK Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 115 300 No cumple 124.09 10.38 10.55 CumpleL Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 191 300 No cumple 637 8.35 10.55 CumpleM Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 320 300 Cumple 65.2 24.05 10.55 No cumple

N Laboratorio En interiores (laboratorio de control de calidad) 570 750 No cumple N/A

O Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 374 300 Cumple 89.51 11.89 10.55 No cumpleP Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 257 300 No cumple 132.23 19.06 10.55 No cumpleQ Pasillo En interiores (área de circulación) 286 100 Cumple 120.33 10.24 7.1 No cumpleR Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 267 300 No cumple 328.38 8.70 10.55 CumpleS Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 321 300 Cumple 331.05 5.24 10.55 Cumple

EX Exterior perimetral Exteriores generales 6 20 No cumple N/A

Nota: Existen áreas donde no se calculó el DPEA debido a que la norma no las contempla.

En el análisis de la tabla anterior, se observa la exis-tencia de áreas donde se excede hasta en 300% los nive-les de iluminación; cabe señalar que estas áreas cuentan adicionalmente con iluminación puntualizada en las me-sas de trabajo. Por otra parte, se detectaron áreas con niveles de iluminación en promedio 40% inferiores a los requerimientos mínimos establecidos en la norma.

El diseño del sistema de iluminación propuesto se basó en corregir los niveles de iluminación para cumplir con los valores indicados en la norma en las diferentes áreas de aplicación; es decir, en las áreas que estaban excedidas se proyectó una reducción de los niveles de iluminación y en las áreas con poca iluminación se in-crementaron los niveles.

Para la sustitución de los equipos de iluminación se analizaron las opciones planteadas anteriormente. Al final se determinó realizar un retrofit con tubos LED en los luminarios para plafón y tipo High Bay, principal-mente, por las siguientes consideraciones:• Los luminarios actuales se encuentran en excelentes

condiciones.• Al ser luminarios suspendidos, cuentan con suficiente

ventilación.• El haz de luz del tubo led no se afecta por el luminario.

• Tubo led con eficacia de 117 lm/W.• Tubo led con cinco años de garantía y 50 000 horas

de vida, FP del 93% y TDH del 15%.• Tubo led con Test LM-79.• Tubo led de emergencia de hasta tres horas de batería

y cinco años de garantía.• Tubo led con sensor de presencia por microondas.

Para el caso de los luminarios de exterior tipo reflec-tor, se decidió la sustitución uno a uno por reflectores LED con vida útil de 50 000 horas, garantía de cinco años, eficacia de 108 lm/W, FP del 99%, TDH del 15% y certificaciones NOM-031-ENER-2012.

Una vez determinado el tipo de sustitución y la tec-nología a utilizar, se seleccionaron las potencias de los tubos LED con base en el flujo luminoso que emiten, confirmando el cumplimiento de niveles de iluminación con una prueba piloto que consistió en simular, a través de un software, los niveles de iluminación que se obten-drían con los equipos propuestos. Para corroborar los resultados, se instaló un bloque de luminarios con tubos LED en sitio y se midieron los niveles reales.

Con base en el proyecto planteado, se compararon los nuevos niveles de iluminación y DPEA, verificando el cumplimiento de la norma en todas las áreas:

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tabla 3. Niveles de iluminación y DPEA finales



NOM-025-STPS

(luxes)

ObservaciónÁrea del

local (m2)

DPEA (W/m2)

NOM-007-ENER (W/m2)

Observación


2 Limpieza de piezas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 326 300 Cumple N/A

3 Maquinado de piezas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 314 300 Cumple N/A

4 Pulido En interiores (distinción moderada de detalles) 483 300 Cumple N/A

5 Cerámicas En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 331 300 Cumple N/A

6 Ceras En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 308 300 Cumple N/A

7 Fundición En interiores (distinción moderada de detalles) 341 300 Cumple N/A


9 Cera perdida En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 332 300 Cumple N/A





14 Materia prima En interiores (distinción de etiqueta) 128 100 Cumple N/A


16 Pasillo En interiores (área de circulación) 221 100 Cumple 226.2 4.77 4.41 Cumple


18 Pasillo En interiores (área de circulación) 323 100 Cumple 252.32 3.42 4.41 Cumple


20 Moldes En interiores (trabajo medio en banco y máquina) 477 300 Cumple N/A

21 Cuarto de máquinas En interiores (cuarto de calderas) 304 100 Cumple N/A

A Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 454 300 Cumple 631.72 3.59 10.55 Cumple

B Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 446 300 Cumple 240.3 5.69 10.55 Cumple

C Comedor En interiores (distinción moderada de detalles) 630 300 Cumple 323.36 7.68 10.55 Cumple

D Pasillo En interiores (área de circulación) 376 100 Cumple 100.38 6.46 7.1 Cumple

E Pasillo En interiores (área de circulación) 219 100 Cumple 110.48 3.26 7.1 Cumple

F Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 517 300 Cumple 21.07 10.25 10.55 Cumple

G Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 377 300 Cumple 46.48 4.65 10.55 Cumple

H Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 777 300 Cumple 34.9 10.32 10.55 Cumple

I Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 631 300 Cumple 69.12 11.98 10.55 No cumple

J Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 366 300 Cumple 56.2 7.69 10.55 Cumple

K Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 366 300 Cumple 124.09 7.25 10.55 Cumple

L Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 536 300 Cumple 637 4.92 10.55 Cumple

M Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 373 300 Cumple 65.2 12.15 10.55 No cumple

N Laboratorio En interiores (laboratorio de control de calidad) 1 100 750 Cumple N/A

O Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 668 300 Cumple 89.51 10.05 10.55 Cumple

P Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 797 300 Cumple 132.23 5.45 10.55 Cumple

Q Pasillo En interiores (área de circulación) 375 100 Cumple 120.33 3.29 7.1 Cumple

R Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 490 300 Cumple 328.38 6.14 10.55 Cumple

S Oficinas En interiores (trabajo de oficina) 356 300 Cumple 331.05 3.91 10.55 Cumple

EX Exterior perimetral Exteriores generales 22 20 Cumple N/A

Nota: Existen áreas donde no se calculó el DPEA, debido a que la norma no las contempla.

39


En algunas áreas, el nivel de iluminación general disminuyó con respecto a la situación inicial, debido a que poseían un ex-ceso de iluminación con valores superiores a los indicados en la norma. Es importante resaltar que dos oficinas no cumplen con el DPEA debido a que se encuentran en proceso de remodelación.

Con base en la propuesta de sustitución de lámparas y lu-minarios descritos anteriormente, el sistema de iluminación se conformó como se detalla en la siguiente tabla:

tabla 4. Equipos propuestos

Tipo de luminarioCantidad

de luminarios

Potencia de línea

(W)

Potenciatotal (kW)

Consumototal

(kWh/año)Costo

($/año)

Luminario tipo High Bay 4x18W LED 776 72 55.87 419 710 674 475

Luminario para plafón 2x18W LED 619 36 22.28 94 595 152 014

Reflector exterior LED 96 W 69 96 6.62 26 595 42 739

Luminario tipo High Bay 2x20W Emergencia LED 57 40 2.28 1 669 2 697

Luminario para plafón 1x20W Emergencia LED 44 20 0.88 664 1 035

Luminario para plafón 2x18W con sensor LED 15 36 0.54 1 260 2 025

Total 1 580 88 544 494 874 984

Nota: La potencia de línea (W) de las lámparas y luminarios se validó con

base en los catálogos y pruebas de laboratorio.

Resultados

Al comparar la situación original y la situación propuesta se ob-tuvieron los siguientes resultados:

Comparación de ahorros entre las situaciones actual y propuesta

Sistemaanterior

Sistema eficiente Ahorros Porcentaje

de ahorro

Potencia (kW) 236 88 147 62%

Consumo de energía (kWh/año) 1 559 569 544 494 1 015 075 65%

Facturación anual ($/año) 2 506 271 874 984 1 631 287 65%

Para llevar a cabo el proyecto, el FIDE otorgó un financia-miento de 5 021 458.07 pesos. Con los ahorros anuales estimados de 1 631 286.62 pesos, el proyecto tiene un Periodo Simple de Recuperación de 3.08 años.

Adicional a los ahorros energéticos y económicos, la empresa obtuvo los siguientes beneficios:

• Cumplimiento de las normas nacionales aplicables.• Disminución de nivel de inseguridad en la planta.• Mejoramiento de las condiciones de trabajo gracias al

confort visual obtenido.• Incremento de la productividad.

Beneficios para todosHitchiner, S.A. de C.V. es una industria estadou-nidense asentada en México desde hace casi 30 años. Cuenta con alrededor de 1 400 trabajadores en dos plantas, localizadas en San Luis Potosí y en Estado de México. Esta última es la más grande y donde se reemplazó el sistema de iluminación por uno más eficiente a base de tecnología LED.

Para la realización de este proyecto, tres proveedores compitieron presentando diferen-tes propuestas. La empresa Ledlux resultó ga-nadora por ser el candidato más apto, cumplir con todos los requisitos y brindar la mejor ase-soría a nivel soporte técnico.

Este es el segundo proyecto que Hitchiner realiza con apoyo del FIDE. El primero se realizó hace ocho años con la sustitución de lámparas de aditivo metálico de 400 y 250 W, por lámparas T5.

De acuerdo con los ingenieros Adrián Arce y Alejandro Alavez, gracias a los apoyos y financia-miento que proporciona el FIDE al sector energé-tico, las plantas de México tienen un mejor des-empeño que las de Estados Unidos.

Entre los beneficios adicionales de este pro-yecto se encuentra una marcada mejora en el ambiente laboral y en el desempeño. Los em-pleados se han mostrado muy satisfechos, so-bre todo con la iluminación exterior, pues se han eliminado las zonas poco iluminadas por las que debían transitar los turnos nocturnos.

Ing. Adrián Arce, vicepre-sidente de Proyectos.

Ing. Alejandro Alavez, ge-rente de Operaciones.

La revista Eficiencia Energética es una publicación trimestral editada por el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica con el propósito de difundir la cultura de ahorro y uso eficiente de la energía. Publica información sobre actividades, proyectos, estudios de caso, buenas prácticas, estudios, investigaciones, reflexiones y noticias relevantes en materia de eficiencia energética. Su vocación es principalmente

tecnológica y académica en virtud de la información especializada que ofrece.Asimismo, es el principal vehículo de divulgación del FIDE. Su quehacer está determinado por la responsa-

bilidad y misión que rigen al Fideicomiso y por los preceptos fundamentales de toda ética periodística y editorial. Al ser su misión educativa, no tiene afán de lucro, su objetivo es informar, orientar y capacitar en materia de uso racional de la energía y la eficiencia energética.

Lineamientos

1. ASPECTOS GENERALESa. Los trabajos deberán ser artículos de investigación original, estudio de caso, de actualización, de revisión,

históricos, reseñas críticas, estudios y reportes de casos, crónicas de eventos, ponencias, infografías o es-tudios fotográficos, sobre los temas englobados en la eficiencia energética.

b. Pueden considerarse trabajos no inéditos, en cuyo caso deberá indicarse de forma clara y citar el medio y fecha de publicación, así como contar con la autorización expresa de dicho medio.

c. Se debe enviar la versión definitiva. Se recomienda corroborar la información básica con la que se elaboró el artículo.

d. El envío compromete al autor a no someterlo simultáneamente a consideración de otras publicaciones. El artículo no podrá ser evaluado ni difundido en otros medios a partir del momento del envío y hasta que se dé respuesta en sentido afirmativo o negativo.

e. Los autores se hacen absolutamente responsables del contenido de sus colaboraciones y autorizan a la revista la inclusión de los mismos en su página electrónica de acceso abierto, y en cualquier otro medio que decida para lograr una mayor difusión.

f. El envío será de manera electrónica a través del correo oficial de la revista: [email protected]

2. FORMATOTodos los artículos deberán tener el siguiente formato:

• Enviarse en un archivo de Microsoft Word u otro procesador de textos.• Contar con la siguiente estructura: Título, autor o autores (nombres y apellidos, grado académico, cargo

desempeñado, institución, ciudad, país y correo electrónico), resumen (máximo 500 caracteres con espa-cios), desarrollo del texto y referencias bibliográficas.

• Extensión: variable, según el tipo de artículo.

COLABORACIONES EN LA REVISTA EFICIENCIA ENERGÉTICA

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· Investigaciones originales: adelantos de investigación, estudios de caso o reseña crítica. No deberán ser menores a 7 000 caracteres ni mayores a 15 000.

· Artículos de difusión científica: en ningún caso será menor a los 3 000 caracteres, incluyendo espa-cios, ni exceder los 10 000.

· Artículos para la sección internacional: la extensión de estos artículos puede variar de entre 3 000 y 9 000 caracteres, incluyendo espacios. Los textos se deberán entregar, preferentemente, en español.

• El estilo del documento será con fuente Arial 12 e interlineado sencillo.• Citas, referencias y notas: indicadas con subíndices, al pie de cada página.

· Libro: Apellido e inicial del nombre de los autores. (Año de publicación). Título del libro (en cursivas), número o tomo del volumen (si hubiera más de uno). Número de la edición (a partir de la segunda): lugar de la edición, editorial, año de publicación y paginación. Ejemplo: Torres E. (2011). Auditoría ambiental. Segunda edición, México: McGraw Hill, pp. 45-48.

· Artículos de revistas: Apellido e inicial del nombre de los autores. (Año de publicación). Título del artículo (entrecomillado), nombre de la revista (en cursivas), volumen, número, fecha de publicación y números de páginas. Ejemplo: Monnadieu, M. (2005). “Sistema de competencias sustentables”. Revista Facultad de Ingeniería. Universidad de Montevideo. Vol. 13. No. 2. Año 2002, pp. 92-96.

· Sitios web: ONU. (2001). Organización de las Naciones Unidas. División de desarrollo sustentable. Theme Indicator Framework. Disponible en: http://www.un.org/esa/sustdev/natlinfo/indicators/isdms2001/table4.htm

• Tablas, figuras, ilustraciones y gráficas: incluidas en el texto donde correspondan, numeradas por tipo (Fi-gura 1, Figura 2; Tabla 1, Tabla 2; Gráfica 1, Gráfica 2), con su pie correspondiente y con la fuente indicada.

• Fotografías: enviar por separado, en formato JPEG a colores con resolución 300 dpi, con breve descripción a manera de referencia.

• En el caso de las tablas, figuras y gráficas, puede llegar a requerirse que se envíe el archivo original donde se construyeron (hoja de cálculo, diapositivas, etcétera).

3. SECCIONESLas siguientes secciones de la revista se encuentran abiertas para colaboraciones:

• Investigación: en este espacio se publican investigaciones originales, adelantos de investigación, estudios de caso y reseñas críticas de investigaciones publicadas. Los textos deberán cumplir con la siguiente estructura:

· Título· Resumen· Introducción· Resultados· Conclusiones· Fuentes bibliográficas

• Difusión: este apartado está reservado para artículos de difusión científica en materia de eficiencia energética.• Internacional: esta sección publica estudios de caso, reportes de buenas prácticas o informes de programas

gubernamentales en materia de eficiencia energética, todos realizados fuera de México (sin importar si los autores son mexicanos o no). Los textos de preferencia deben ser entregados en español.

Revista Eficiencia Energética ISSN 2007-7505Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica

Mariano Escobedo #420, Col. Anzures, C.P. 11590, México, D.F.Teléfono: (01 55) 1101 0520

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La Revista Eficiencia Energética es una publicación del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica sin fines de lucro41

¿ S a b í a s q u e . . . ?

42

Fotoceldas más eficientes con menor costo

El potencial de la energía solar fotovoltaica va de la mano con el desa-rrollo de nuevos materiales para fotoceldas, capaces de una generación más eficiente y de menor costo. Por ello, el Centro de Investigación y Es-tudios Avanzados, del Instituto Politécnico Nacional, a través del Depar-tamento de Ingeniería Eléctrica, busca nuevas formas de aumentar la eficiencia de las celdas solares. Uno de sus trabajos más recientes es el diseño de celdas ultradelgadas elaboradas con teluro de cadmio, semi-conductor empleado en fotoceldas de última generación con gran poten-cial para reducir el costo de producción. Las películas de teluro de cad-mio de las celdas pueden tener un espesor de 5 a 10 micrómetros, pero se trabaja para que tengan solo una micra. Con esto se ahorraría de 80% a 90% del material.Fuente: Avance y Perspectiva

Aprovechan biogás de aguas residuales en Saltillo

El gobierno local de Saltillo, en coordinación con la empre-sa Ideal Saneamiento, genera energía eléctrica y térmica aprovechando biogás resultante del tratamiento de aguas residuales del municipio. El proceso empleado consta de cinco etapas, dentro de las cuales la generación de ener-gía eléctrica se concreta al final, durante el procesamiento de lodos. El biogás resultante es quemado en el motor de combustión interna para posibilitar la generación de ener-gía eléctrica y el aprovechamiento térmico del calor resi-dual de los gases de escape, los cuales son requeridos por la planta en el propio tratamiento de aguas. Con este pro-ceso se busca dejar de emitir cantidades importantes de gases de efecto invernadero al medioambiente y producir energía para el autoabastecimiento de la Planta Tratadora de Aguas Residuales de Saltillo.Fuente: Conacyt

Generan energía a partir de “topes”El Instituto Tecnológico de Tuxtepec, del Tecnológico Nacional de México, desa-rrolló un prototipo de reductor de velocidad —conocidos coloquialmente como “topes”— capaz de generar energía eléctrica. Su objetivo es alimentar dispo-sitivos electrónicos como teléfonos móviles, computadoras portátiles y table-tas electrónicas. En la primera fase del proyecto realizaron el diseño asistido por computadora para considerar dimensiones, mientras que en la segunda construyeron el prototipo para, posteriormente, realizar pruebas de resisten-cia, como el método del elemento finito, que consiste en un proceso numérico que ayuda a conocer su comportamiento físico. Actualmente se analiza la po-sibilidad de implementarlo en calles y carreteras.Fuente: Conacyt

B i t á c o r a

Durante el último trimestre de 2016 y el primer mes de 2017, el sector energético se verá nutrido por numerosos eventos que

tienen la finalidad de reforzar la promoción del ahorro y uso eficiente de la energía eléctrica, la implementación de energías

renovables y la presentación tanto de nuevos productos y servicios, como de avances científicos y tecnológicos dentro del mercado

productivo. A continuación se muestra una lista de algunos de los eventos más trascendentes a nivel nacional e internacional.

44

OCTUBRE

2.O CONGRESO COGENERA

Plataforma de intercambio donde se dan cita actores del sector

público, privado, académico y financiero, interesados en crear

iniciativas y acciones para promover la cogeneración en México.

Fecha: 26 de octubre

Lugar: WTC, Ciudad de México

thegreenexpo.com.mx/2016/COGENERA/en/home/

NOVIEMBRE

EXPO ELÉCTRICA NORTE 2016

Plataforma de negocios en materia de iluminación, automatiza-

ción, control, material, equipo eléctrico y energía sustentable.

Fecha: 9 al 11 de noviembre

Lugar: Cintermex, Monterrey, Nuevo León

expoelectrica.com.mx/norte/

2.O CONGRESO DE MEDICIÓN Y CALIDAD DE FLUJO

DE HIDROCARBUROS

Encuentro que busca crear un entorno para presentar mejores

prácticas normalizadas de acuerdo con los estándares naciona-

les e internacionales para la medición de flujo de hidrocarburos.


Lugar: Centro de Convenciones Campeche XXI, Campeche

congresomedicion.com

EXPO ADVANCED MANUFACTURING MÉXICO 2016

Evento distintivo por la presentación de nuevos proyectos acti-

vos de procesamiento, empaque, automatización, diseño avan-

zado y manufactura.


Lugar: Centro Banamex, Ciudad de México

www.manufacturingmx.com

CONFERENCIA ANUAL SOBRE ENERGÍA MEXICANA

Reunión en la que se concentran organizaciones e instituciones gu-

bernamentales de la industria energética de México para informar

sobre los acontecimientos más recientes en la reforma energética.


Lugar: Hotel St. Regis, Ciudad de México

www.platts.com/events/americas/mexican-energy-es/index

MÉXICO MINERGY 2016

Encuentro que reúne a lo mejor de los sectores de energía, mi-

nería y metalurgia para converger juntos hacia una era de cola-

boración conjunta de varios actores en todo el mundo.


Lugar: Centro de Convenciones Cancún Center, Quintana Roo

www.mexicominergy.com

EXPO VALVE WORLD 2016

Feria internacional dedicada al sector de la industria del petró-

leo, gas y generación de energía, en la que se comparten expe-

riencias y se concretan intercambios comerciales.

Fecha: 29 de noviembre al 1 de diciembre

Lugar: Messe Düsseldorf, Düsseldorf, Alemania

www.valveworldexpo.com

DICIEMBRE

POLLUTEC 2016

Exposición de clase mundial dedicada al medioambiente. Reúne a

profesionales encargados de dar soluciones innovadoras y pro-

poner nuevos temas en materia ambiental.

Fecha: 29 de noviembre al 2 de diciembre

Lugar: Euro Expo, Lyon, Francia

www.pollutec.com

ENERO

WORLD FUTURE ENERGY SUMMIT – CUMBRE MUNDIAL

DE LA ENERGÍA

Considerada la reunión más grande del sector en el Medio Oriente,

este evento impulsa soluciones prácticas a los problemas ener-

géticos del mundo. En esta edición se espera la asistencia de 30

mil delegados de 170 diferentes países, que representan la ex-

periencia de la industria, la tecnología, las finanzas y el gobierno.

Fecha: 16 al 19 de enero

Lugar: Centro Nacional de Exhibición de Abu Dhabi, Emiratos Árabes

www.worldfutureenergysummit.com

Cartón - FIDE · año de la promulgación de la Ley de Transición Energética, se han realizado...

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